Pesquisas realizadas em vários países têm confirmado a dificuldade dos estudantes em explicar as causas das estações do ano, cuja aprendizagem, na maioria das vezes, ocorre de forma equivocada. O tema estações do ano tem sido comumente tratado nos livros didáticos de maneira distante do cotidiano das pessoas, com base no sistema heliocêntrico, exigindo abstração para se entender o fenômeno. Diante dessa dificuldade, há que se pensar em uma proposta de ensino que possibilite aos estudantes perceberem as características do ambiente, suas mudanças ao longo do ano e também os períodos das estações. Assim, nosso objetivo foi trabalhar a partir da perspectiva do observador na superfície terrestre, fazendo uso, portanto, do sistema topocêntrico. Para isso, construímos uma sequência didática fundamentada na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel (2003) e na teoria da aprendizagem significativa crítica de Moreira (2010), que foi aplicada a estudantes do 9º ano do Ensino Fundamental e do 2º ano do Ensino Médio da Escola Estadual Jerônimo Arantes, no município de Uberlândia/MG, tendo-se em vista o conhecimento prévio deles e suas concepções alternativas, levantados mediante entrevistas. Posteriormente, a fim de avaliar a metodologia aplicada, realizamos novas entrevistas, por meio das quais percebemos melhorias na aprendizagem em relação à caracterização das estações do ano com base na trajetória aparente do Sol, o que atribuímos à mudança do referencial de observação e aos meios de se obter os dados relativos ao volume de chuvas e médias de temperatura na cidade ao longo do ano. Por outro lado, há pontos que não foram destaques na aprendizagem, como a associação do inverno às chuvas e as próprias causas das estações, mas que deixamos em aberto para investigações futuras. / Studies carried out in several countries have confirmed the students’ difficulty in explaining the causes of the seasons of the year, and most of times their learning takes place incorrectly. The seasons of the year have been generally treated in didactic books apart from people´s routine, based on the heliocentric system, what demands abstraction to understand the phenomenon. Before this difficulty, it is necessary to think about a teaching proposal which allows the students to realize the environmental characteristics and its changes over time, as well as the seasons themselves. Thus, our goal was to work from the perspective of the observer on the terrestrial surface, therefore using the topocentric system. For that, we constructed a didactic sequence, grounded in Ausubel´s meaningful learning theory (2003) and in Moreira´s critical meaningful learning theory (2010), which was applied to students in 9th grade of elementary school and in 2th grade of high school at Escola Estadual Jerônimo Arantes, in Uberlândia, Minas Gerais, owing to their previous knowledge and alternative conceptions, which were collected via interviews. Afterwards, to evaluate the applied methodology, we made new interviews, by which we realized improvement in learning in relation to the characteristics of the seasons based on Sun´s apparent path, which we attribute to reference the change of observation and the means to obtain data on the volume of rainfall and average temperature in the city throughout the year. On the other hand, there are points that were not highlighted in learning, such as the link between winter and rainy season and the causes of the seasons, points left to be discussed in future investigations. / Dissertação (Mestrado)

Neste trabalho foi estudada a utilização de um sistema hipermídia como um instrumento de avaliação de conhecimento prévio e de medida educacional, dentro da perspectiva da teoria da carga cognitiva e da teoria da aprendizagem significativa, em ensino de cinemática. Para isso, foi realizada uma revisão da literatura em hipermídias adaptativas e a resolução de problemas. A parte experimental do trabalho foi fundamentada na literatura em hipermídias e os resultados foram analisados com o citado aporte teórico. Para tanto, foi desenvolvida uma aproximação teórica entre a aprendizagem significativa e a teoria da carga cognitiva, juntamente com os aspectos teóricos elaborados pela literatura em hipermídia adaptativa. Em um primeiro estudo, foi desenvolvida uma metodologia exploratória para a construção de uma hipermídia programada para registrar dados referentes às respostas dos alunos, e, também, a sua navegação dentro da hipermídia durante um teste sobre velocidade média, sendo aplicado a um grupo de alunos do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, no campus Ibirubá, RS, Brasil. O primeiro estudo revelou que a atribuição teórica da dificuldade das questões foi satisfatória e que os alunos possuem a tendência de se estabilizar em determinada dificuldade No segundo estudo, aplicado sobre alunos do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, no campus Bento Gonçalves, RS, Brasil, foi abordado um estudo de caso, onde o conteúdo produzido pelos alunos foi analisado a partir da sua interação com a hipermídia num contexto de ensino de cinemática, só que agora com uma carga de matéria superior ao primeiro estudo e não apenas sobre a velocidade média. Além de corroborar a atribuição da dificuldade das questões, percebeu-se que não é possível alinhar o estilo cognitivo do aluno com o seu estilo de navegação. Sob a luz do referencial teórico, tentou-se entender esses resultados e fez-se uma crítica à lógica da tentativa de utilizar o estilo cognitivo como método de adaptação da navegação. Por fim, sugere-se uma série de diretrizes que devem ser seguidas para futuros estudos em hipermídias adaptativas no ensino de cinemática. / In this research it was analyzed the use of a hypermedia system as a evaluating instrument of previous knowledge and learning assessment, within the perspective of the cognitive load theory and of the meaningful learning theory, in the teaching of kinematics. For this, initially a review of the literature on adaptative hypermedia and problem solving. The experimental part of research was based on the literature about hypermedia and the findings were interpreted in the light of these theories. It was also made a theoretical approximation between the meaningful learning theory and the cognitive load theory, together with the theoretical features of adaptative hypermedia found in the literature. In the first study an exploratory methodology was developed for the construction of a hypermedia programmed to make records of the answers given by the students as well as their browsing within the hypermedia during a test on average speed applied to students of high school first year of the Federal Institute of Rio Grande do Sul, Ibirubá campus, Brazil. Findings of the first study suggest that the theoretical distribution of the difficult level of the questions was satisfactory and that the students tend to stay in the certain difficult. The second study was carried out with high school first year students of the Federal Institute of Rio Grande do Sul, campus Bento Gonçalves, Brazil A case study was done, in which the content produced by students in their interaction with the hypermedia in the context of kinematics teaching was analyzed, but in this case with a context load higher than in the first study that was just about average speed. In addition of corroborating the level of difficult of the question it was found that it is not possible to align the students cognitive style and their browsing style, In the light of the theoretical framework an attempt was made to interpret these findings and a critical position was assumed regarding the logic of using cognitive style as adaptative method of browsing. At the end, a series guideline is proposed for future studies about the use of adaptative hypermedia in the teaching of kinematics.

O ensino de Física, geralmente, está desvinculado não apenas de outras disciplinas, mas também, de qualquer contexto que lhe possa dar significado. No entanto, segue diretrizes estaduais e nacionais que apontam para necessidade de interdisciplinaridade e contextualização. Assim, enfatiza-se a importância da utilização de várias estratégias para atingir alunos que aprendem de diversas maneiras: cinestésica, visual e auditiva. Sob essa perspectiva, o presente trabalho tem por objetivo principal, a partir do desenvolvimento de vários recursos didáticos, promover a aprendizagem significativa nos alunos. Para tanto, utilizaram-se várias ferramentas, tais como texto de apoio, atividades experimentais, novas tecnologias, mapas conceituais, diagramas V de Gowin e situações-problemas. Tais ferramentas foram utilizadas em cursos para professores, futuros professores de Física do Ensino Médio e, também, para pessoas que utilizam radiações ionizantes para tecidos biológicos em seu trabalho, usando, para tal, conceitos de Eletromagnetismo, Óptica e Física Moderna e Contemporânea na área de Física aplicada à Medicina. Através de análise qualitativa e quantitativa, verificamos se tais recursos tiveram algum impacto positivo, no sentido de perceber se houve indícios de aprendizagem significativa junto aos alunos do curso. Para alcançar os objetivos propostos, na metodologia, foram seguidas as seguintes etapas: 1º) extensa revisão bibliográfica em periódicos CAPES A1, A2 e B1 de 2000 á 2009; 2º) estudo de materiais alternativos para a confecção dos recursos a serem utilizados ao longo do curso; 3º) elaboração de sugestões de atividades educacionais; 4º) organização de entrevistas semiestruturadas, pré-testes e pós-testes; 5º) aplicação do curso, 6º) aplicação das entrevistas, dos pré-testes e pós-testes; 7º) análise dos dados, 8º) melhoria do curso; 9º) reaplicação do curso, 10º) reaplicação das entrevistas, dos pré-testes e pós-testes e 11º) análise dos dados para verificar presença de indícios de aprendizagem significativa; 12º) comparação entre os grupos estudados para buscar indícios de qual seria a melhor forma de ensinar tais conteúdos. Em todas as etapas, foram utilizadas a Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel (2002), a Teoria de Aprendizagem Significativa Crítica de Moreira (2005) e a Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud (1990). No texto de apoio e na análise de dados, além das teorias de aprendizagem mencionadas, também serviu de referencial teórico a epistemologia de Toulmin (1977). O curso foi aplicado em quatro oportunidades distintas. Dentre outros aspectos a pesquisa permite sugerir: o ensino de Física aplicado na Medicina constitui, ainda, uma área pouco investigada; poucas propostas didáticas têm sido implementadas e avaliadas; os conhecimentos prévios são pouco investigados na Física aplicada à Medicina; o fator tempo parece ser relevante na aprendizagem; é fundamental oferecer feedback aos alunos, em relação a seus erros e acertos; as metodologias diferenciadas facilitam o surgimento de indícios de aprendizagem significativa; o uso de simulações computacionais, juntamente com atividades experimentais facilita a aprendizagem significativa; mostra-se importante a existência de questões orientadoras para o desenvolvimento das simulações computacionais; o professor precisa explicar o conteúdo antes de realizar as leituras orientadas e os estudos em grupo; quanto mais detalhado é o material, maiores são os indícios de aprendizagem significativa. / The teaching of physics is, in general, not only disconnected from the teaching of other disciplines but also from any context that could make it meaningful. However, it complies with state and national guidelines that point to the need of being interdisciplinary and contextualized. Thus, we emphasize here the importance of using multiple strategies to reach all of the students with their different ways of learning: kinesthetically, visually and audibly. In this perspective, this research aims, mainly from the construction of many teaching resources, at promoting students’ meaningful learning. With this purpose, we used several tools, such as a supporting text, experimental activities, new technologies, concept maps, Gowin’s V diagrams, and problem-situations. Such tools were used in courses for teachers, future teachers, and for people who use ionizing radiation for biological tissues at their work, using concepts of Electromagnetism, Optics, Modern and Contemporary Physics, in the area of Physics Applied to Medicine. Through qualitative and quantitative analysis, we analyzed whether there was any evidence of meaningful learning among the participants of the courses. To achieve the proposed objectives, in our research methodology, we proceeded in accordance to the following steps: 1) an extensive literature review in periodicals CAPES A1, A2 and B1, from 2000 to 2009; 2) the study of alternative materials for the development of materials to be used in the course; 3) the suggestions of educational activities; 4) organization of interviews, pre-tests and post-tests; 5) application of the course; 6) application of the interviews, pre-tests and post-tests; 7) data analysis; 8) course improvement; 9) re-application of the course; 10) reapplication of the interviews, pre-tests and post-tests; 11) data analysis to look for evidence of meaningful learning; 12) comparison between groups to seek any evidence for what could be the best way to teach such content. At all stages of the experiment, we used the theory of Meaningful Learning of Ausubel (2002), the theory of Critical Meaningful Learning of Moreira (2005), the theory of Conceptual Fields of Vergnaud (1990). In the supporting text and data analysis, we also used Toulmin's epistemology (1977). The course was applied in four different moments. Research findings, among other things, suggest that: the teaching of physics applied to medicine is an area that has been scarcely researched; only a few didactic proposals have been implemented and evaluated; alternative conceptions have been poorly investigated in Physics Applied to Medicine; time seems to be an important element in learning; it has been essential to offer students some feedback related to their mistakes and successes; the use of different methodologies might facilitate the emergence of evidence for meaningful learning; the use of computer simulations, along with some experiments might facilitate meaningful learning; it seems to be relevant to have guiding questions when using computer simulations; the teacher should explain the content before making any guided readings and group studies; the more detailed the material, the more evidences we might have for meaningful learning.

No atual sistema educacional os métodos de ensino normalmente privilegiam a transmissão autoritária de conhecimentos, valorizando a habilidade do aluno em memorizar e reproduzir o conteúdo curricular, sem evidenciar a apropriação do conhecimento de forma significativa. Priorizar a construção do conhecimento, dar significado ao que se ensina e apresentar a Física atraente ao aluno representam desafios da prática docente. Com o intuito de valorizar as trocas entre os pares discentes e di-docente no processo ensino-aprendizagem e de promover uma ação educativa em que a aprendizagem de Física ocorra de forma consistente e duradoura, desenvolvemos uma proposta que integra um conjunto de metodologias: atividades experimentais, metodologia de projetos, e uso de mapas conceituais, como ferramentas no processo de ensino e aprendizagem. A fim de instrumentalizar professores de Física e de outras áreas do conhecimento, estruturamos uma página na internet, denominada “Experimentando Física”, que apresenta as etapas de construção, as metodologias utilizadas e o material resultante. Através de mapas conceituais relacionamos experimentos físicos com os conceitos que os fundamentam. A página apresenta uma sugestão metodológica, bem como um vasto arsenal de projetos experimentais que podem ser utilizados em sala de aula a partir de vídeos criados pelos próprios alunos. Utilizamos como aportes principais dessa pesquisa a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e a teoria sociointeracionista de Vygotsky, enfatizando a importância da mediação no desenvolvimento do aluno e de seu aprendizado. Outros autores são citados a fim de reforçar a escolha desse referencial teórico. A proposta foi desenvolvida em seis turmas do ensino médio de uma escola privada no município de Carazinho/RS, no período de março a dezembro de 2011. / In the current educational system, teaching methods usually favor the transmission of authoritative knowledge, enhancing the student's ability to memorize and to reproduce the curriculum content, without exhibiting significant appropriation of knowledge. To give a priority to the construction of knowledge and to the meaning of what is taught, introducing Physics in an attractive manner to the student, those are some challenges of the teaching practice. In order to valorize exchanges among students themselves and the students with the teacher, in the teaching-learning process, and to promote an educational practice which results in a consistent and lasting Physics learning, we have developed a proposal that includes a set of methodologies: experimentation activities, projects methodology, and the use of concept maps as tools for the teaching-learning process. In order to equip the Physics teachers, and from other fields of knowledge, we designed a website called "Experiencing Physics", which introduces the construction stages, the methodologies used and the resulting material. Through concept maps we relate physical experiments with their underlying concepts. The page presents a methodological suggestion, as well as an extensive list of experimental projects that can be used in classroom, through videos created by the students themselves. We have adopted, as the main basis for this research, the theories of meaningful learning, by Ausubel, and of social interaction, by Vygotsky, emphasizing the importance of mediation in student's progress and learning. Other authors are cited to reinforce this theoretical choice. The proposal was developed in six high school classes at a private school in the city of Carazinho/RS, from March to December 2011.

A presente tese teve por objetivo investigar e desenvolver formas alternativas de abordagem dos conteúdos matemáticos de Cálculo I, através de sua integração com conteúdos da disciplina de Física I, com vistas à aprendizagem significativa em física básica universitária. A investigação foi de caráter qualitativo, descritivo e interpretativo, fundamentada em estudos etnográficos. Para tanto, as intervenções da pesquisa ocorreram em turmas de Física Geral I A, disciplina ofertada para os discentes de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS. Na primeira fase de pesquisa, de caráter exploratório, concluiu-se que os conceitos matemáticos centrais do Cálculo I – derivadas e integrais – ora são contornados enquanto desenvolvido o conteúdo da Mecânica, ora são apresentados antecipadamente, com linguagem e notações distintas daquelas veiculadas no Cálculo I. A significação de tais conceitos, porém, não é estritamente necessária à resolução das situações-problemas propostas na disciplina. Na segunda fase de pesquisa, houve o desenvolvimento de material instrucional do Cálculo I para a disciplina de Física Geral I A. O referido material foi embasado na integração entre aquelas áreas, sendo distribuído nos seguintes módulos: vetores e trigonometria, noções de Cálculo Diferencial, e noções de Cálculo Integral. Constatou-se que o significado lógico do material dependia fortemente do modo com que era introduzido aos discentes: se trabalhado articuladamente ao longo do desenvolvimento do campo conceitual da Mecânica, e não de forma compartimentalizada, é que seria bem sucedido. Ainda na segunda etapa, vislumbrou-se a necessidade de criar estratégias de ensino que favorecessem a troca de significados entre os sujeitos participantes da pesquisa. Já na terceira etapa realizou-se, finalmente, a investigação da aprendizagem assentada na proposta integrada de ensino, a partir da visão de um professor de Cálculo. Sendo assim, no decorrer das atividades colaborativas, foi percebida a correlacionabilidade entre os conteúdos do Cálculo e os da Física. As atividades individuais, por sua vez, demonstraram que muitos discentes careciam de subsunçores básicos necessários à aprendizagem significativa em Mecânica e, dentre os que possuíam os subsunçores, poucos externalizavam a correlação entre Cálculo e Física. Tal fato demonstra a existência de uma estrutura cognitiva compartimentada mesmo se tratando de conhecimentos correlacionados. Discutem-se, pois, as implicações deste estudo para o ensino do Cálculo direcionado aos discentes da Física. / This thesis aims to investigate and develop alternative ways of addressing the mathematical content of Calculus I, through its integration with content of Physics I, with a view to meaningful learning basic physics university. The research was qualitative, descriptive and interpretive, based on ethnographic studies. Therefore, the interventions occurred in the research groups of General Physics IA, discipline offered to the students of Physics, Federal University of Rio Grande do Sul - UFRGS. In the first phase of research, exploratory, it was concluded that the central mathematical concepts of Calculus I - derivatives and integrals - why are contoured as content developed of mechanics, are now presented in advance, with language and notation different from those conveyed in Calculation I. The significance of these concepts, however, is not strictly necessary to the resolution of problem situations in the proposed discipline. In the second phase of research was the development of instructional material from Calculus I for the introductory physics course I A. Such material was based on the integration between these areas, being distributed in the following modules: vectors and trigonometry, notions of differential calculus, integral calculus and basic. It was found that the logical meaning of the material relied heavily on the manner in which it was introduced to the students: it worked articulately throughout the development of the conceptual field of mechanics, not so compartmentalized, that would be successful. Still in the second stage, saw the need to create teaching strategies that would promote the exchange of meanings between subjects participating in the research. In the third step was conducted, finally, the investigation of learning grounded in the proposed integrated education, from the perspective of a teacher of Calculus. Thus, in the course of collaborative activities were perceived correlations between the contents of Calculus and Physics. Individual activities, in turn, demonstrated that many students lacked basic subsumers necessary for meaningful learning in mechanics and, among those who had the subsumers, few perceived correlations between calculation and Physics. This fact demonstrates the existence of a cognitive structure compartmentalized knowledge despite being correlated. We discuss therefore the implications of this study for teaching Calculus directed to students of physics.

A presente pesquisa versa sobre o aprender a aprender dos diferentes sujeitos/atores em situações de ensino problematizadoras e diversificadas, produzidas na dinâmica do contexto escolar. A aprendizagem, neste estudo, é considerada como um “evento” relacionado à diferentes contextos histórico-culturais, em uma unidade dinâmica, cujos sujeitos-atores estão inseridos, provocando múltiplas situações produtoras da aprendizagem. As situações e as interações entre os sujeitos envolvidos no ato de aprender, foram problematizadas em uma escola pública de Porto Alegre/RS, o Colégio Estadual Júlio de Castilhos, entre 2011 e 2013, junto aos alunos de 1º ano do ensino médio na disciplina de biologia, e a estudantes do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFRS-campus Porto Alegre), do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza: Química e Biologia, participantes do PIBID (Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência), entre julho de 2012 a dezembro de 2013. Na perspectiva de uma pesquisa em ação, foram analisados os conceitos construídos (os invariantes operatórios), e identificou-se as dificuldades para determinar as situações-problema mais adequadas para promover as conceituações em ciências. Mas nas interações que se estabelecem dialeticamente na escola, o professor também aprende, modifica-se. É na sala de aula que este professor irá desenvolver o seu processo investigativo para aprender a ensinar, construindo conceitos relacionados ao ensino de ciências, em um aprender a aprender. No processo de aprender a aprender, o professor compreende a dinâmica relacionada ao aprender a aprender do estudante. Nas dificuldades da aprendizagem de alunos e professores formados e em formação, a professora investigadora modificou-se através da reflexão sobre as suas próprias dificuldades de aprendizagem para resolver as situações-problema, no enfoque de Gérard Vergnaud (1990), dos campos conceituais. Nesta análise, o conhecimento está organizado em situações-problema, e é a partir da resolução destas situações que os sujeitos que aprendem, desenvolverão as suas conceituações. O contexto de ensino dos formadores de professores também é problematizado nesta pesquisa. Nas investigações de formação inicial e continuada, as situações/contextos sociais direcionaram a aprendizagem em ciências, reforçando a ideia de que aprender a aprender através da ressignificação dos conceitos prévios em situações problematizadoras, é fundamental para aprender a ensinar. Quando não existe esta conexão, identificam-se dificuldades para a aprendizagem do professor, pois ele simplesmente repete sem significação alguns conceitos transmitidos na academia, reproduzindo muitas vezes, a metodologia tradicional de ensino. Constatou-se neste estudo, que um professor que não é formado em um contexto investigativo, onde a sua prática na sala de aula não é o fundamento para elaboração de conhecimentos ressignificados da academia, é um professor que provavelmente, não reconhece como elemento para a aprendizagem de seus alunos, a investigação. Portanto, o aprender e o ensinar ciências se realizam no contexto cuja essência deve ser a investigação, pois é permeado por situações de ensino que se constituem no contexto histórico-cultural dos sujeitos da aprendizagem. As argumentações desta tese foram fundamentadas a partir da reflexão-ação nos referenciais de Vergnaud (1990, 2003), Ausubel (1980, 2000), Vygotsky (!988), Moreira (2002, 2011), Freire (2004), Demo (1999), Nóvoa (1992) e Schön (1997). / The study deals on the learning to learn of the different subjects/actors in teaching situations problematizing and diversified, produced in the dynamics of the school context. Learning, in this study, it is considered as an "event" related to different contexts historical-cultural in a dynamic unity, whose subject-actors are inserted, causing multiple situations producing learning. The situations and the interactions between the individuals involved in the act of learning, were analyzed in a public school in Porto Alegre/RS, the State College Julio de Castilhos, between 2011 and 2013, together with the students of 1ST year of secondary education in the discipline of biology, and the students of the Federal Institute of Education, Science and Technology (IFRS-campus Porto Alegre), of degree course in Natural Sciences: Chemistry and Biology, participants of PIBID (Institutional Program of Scholarships to Teaching), between july 2012 and december 2013. From the perspective of a research in action, were análisados concepts built (the invariant operative), and we identified the difficulties to determine the problem situations most suitable to promote the conceptions in sciences. But in the interactions that are dialectically in the school, the teacher also learns, modifies itself. It is in the classroom that the teacher will develop your investigative process to learn how to teach, constructing concepts related to the teaching of science, in a learning to learn. In the process of learning to learn, the teacher understands the dinâmca related to learning to learn of student. In the learning difficulties of students and teachers trained and training, the teacher researcher has changed through reflection of their own learning difficulties to solve problem situations, at focus of Gérard Vergnaud (1990), in the conceptual fields. In this analysis, the knowledge is organized in problem situations, and is from the resolution of these situations that the subjects who learn, develop their conceptualizations. The context of teaching the teacher trainers also is problematized in this research. In investigations of initial and continuing training, the situations / social contexts has influenced learning in sciences, reinforcing the idea that learning to learn through the Resignification of the previous concepts in problem-solving situations, it is essential to learn to teach. When there not is this connection, identifies difficulties for the learning of the teacher, because he simply repeats without signification some concepts transmitted in the academy, reproducing often many times, the traditional methodology of teaching. It was found in this study that a teacher who is not formed in a research context, where his practice in the classroom not the basis for the elaboration of new meanings of academic knowledge, is a teacher who probably does not recognize as an element for the learning of their students, research. Therefore, the learning and teaching science if perform in the context whose essence must be the research, because it is permeated by teaching situations that is constitute in the historical-cultural context of the subjects of learning. The arguments of this thesis were based from the reflection-action on reference Vergnaud (1990, 2003), Ausubel (1980, 2000), Vygotsky (! 988), Moreira (2002, 2011), Freire (2004), Demo (1999) Nóvoa (1992) and Schon (1997).

A educação para o trânsito se mostra essencial quando se evidencia um número assustador de mortes e lesões em acidentes. Esta dissertação apresenta o planejamento e a aplicação de um curso de Física e Segurança no Trânsito direcionado a jovens e adultos, visando à educação para o trânsito a partir da introdução de alguns conceitos de Física. Planejado a partir das sequências didáticas fundamentadas na teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel, Joseph Novak, D. B. Gowin e M. A. Moreira: as UEPS - Unidades de Ensino Potencialmente Significativas, disponibiliza-se um produto educacional, na forma de repositório digital, contendo os roteiros das aulas, guias de atividades e guia de apoio ao professor, além de sugestões de vídeos e slides, para livre reprodução, adaptação e aplicação. / The traffic education is essential when evidence shows a frightening number of deaths and injuries in accidents. This dissertation presents the design and implementation of a Physics Course and Traffic Safety targets young people and adults, aiming to traffic education since the introduction of some concepts of Physics. Planned from the didactic sequences based on the theory of meaningful learning of David Ausubel, Joseph Novak, D.B. Gowin and M.A. Moreira: the PMTU - Potentially Meaningful Teaching Units, offers up an educational product, in the form of digital repository, containing the scripts of classes, activities and support to guide teacher guides, as well as suggestions of videos and slides, for free reproduction, adaptation and application.

Neste trabalho são propostos textos e atividades para apresentação em sala de aula de temas relacionados com oscilações, ondas, radiação eletromagnética, cores, propriedades corpusculares da luz, modelos atômicos, radiações ionizantes e aplicações médicas. O material foi desenvolvido e aplicado à luz das teorias da interação social de Vygotsky e da aprendizagem significativa de Ausubel em um Curso de Extensão para professores de Física do ensino básico. Posteriormente, as atividades foram modificadas e adaptadas para as disciplina de Física Geral do Curso de Licenciatura em Matemática da Faculdade Cenecista de Osório. O texto e atividades que tratam da Introdução a radiações ionizantes foram também utilizados na disciplina de Biofísica do curso de Ciências Biológicas da mesma faculdade. As aplicações realizadas são analisadas e os resultados discutidos. O material instrucional produzido será disponibilizado na série “Textos de Apoio ao Professor de Física”, separado em capítulos, de forma a facilitar a utilização do conteúdo parcial ou completo por outros professores em sua prática docente. / In this work we present texts and activities related to Physics contents such as oscillations, waves, electromagnetic radiation, colors, corpuscular properties of light, atomic models, ionizing radiation and medical applications. The material was developed and activities were implemented in the classroom based in Vygotsky’s social interaction and Ausubel’s meaningful learning theories. The content was initially implemented in a course aimed at high-school Physics teachers. It has been subsequently adapted, to be presented to students attending teacher education courses in Mathematics and Biology at FACOS, in Osorio. The implementation of the instructional material is analyzed and their results are discussed. All the material will be made available in the series “Textos de Apoio ao Professor de Física”, organized in chapters, to ease its use by other Physics teachers in their respective classes.

A Tese em Ensino de Física, “Laser de Rubi: uma abordagem baseada em Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS)”, possui como referencial teórico principalmente a Teoria da Assimilação e da Retenção Significativas de Ausubel sendo complementada com viéses da Teoria de Educação de Novak, do Modelo de Ensino de Gowin, da Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud e da Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Ao considerar a área e o tema abordado na tese foi escolhida a metodologia de Pesquisa Qualitativa considerando suas características principais, como por exemplo, interpretativa, detalhada, que constrói suposições e não visa generalizações. A escolha da metodologia de ensino, Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS), ocorreu por conjugar do mesmo referencial teórico escolhido para a tese. O trabalho é uma pesquisa aplicada com o tema Laser de Rubi no primeiro ano do Ensino Médio. Para que se concretizasse esta pretensão foi elaborada a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa com o tema Laser de Rubi que contemplou o total de 16 horas aula. Entende-se que a Física Moderna e Contemporânea deve pertencer ao currículo dos três anos do Ensino Médio. É claro que o desafio é maior no 1º ano comparado com o 3º ano, porém, o reconhecimento e a motivação dos alunos também são maiores. A UEPS foi aplicada no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha - Câmpus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, em dois momentos: em 2012 em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e, em 2013, em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e três turmas do Curso Técnico em Agropecuária Integrado, totalizando o público-alvo da pesquisa em 120 alunos. De acordo com a Teoria de Ausubel, existem duas condições que favorecem a aprendizagem significativa, o material ser potencialmente significativo e a predisposição do aprendiz em aprender significativamente. Para tornar o material potencialmente significativo utilizou-se a UEPS e de acordo com os resultados obtidos, as metodologias e abordagens diversificadas utilizadas na UEPS promoveram essa predisposição. Os resultados da aplicação refletem a característica da pesquisa qualitativa de não obter generalizações, pois mesmo envolvendo 7 turmas de 1º ano do Ensino Médio, em períodos diferentes e em turmas com diferentes perfis, as conclusões diferem e são apresentadas no decorrer do trabalho. / This doctoral dissertation on the Teaching of Physics, “Ruby Laser: An approach based on the Potentially Meaningful Teaching Units (PMTUs)”, has as theoretical framework Ausubel’s Assimilation and Retention Theory, complemented with biases from Novak’s Theory of Education, Gowin’s Teaching Model, Vergnaud’s Theory of Conceptual Fields, and Johnson-Laird’s Theory of Mental Models. Considering the area and the theme approached here, Qualitative Research became the chosen methodology because of its basic features, such as, for example, that it is interpretative and detailed, it encourages assumption construction, it does not aim at generalizing. The choise of the PMTUs as the methodological teaching support occurred due to the fact that it agrees with the same referential framework of this dissertation. The work is an applied research with Ruby Laser theme in the first year of high school. In order to materialize this claim a Potentially Meaningful Teaching Unit was elaborated with the Ruby Laser theme involving a total of 16 class hours. It is understood here that Modern and Contemporary Physics should be part of the three-year high school curriculum and that this challenge is bigger at the first year than at the third year of high school though students’ recognition and motivation are also bigger. This PMTU was applied in the Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha – Campus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, at two different instances: in 2012 with two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in 2013, in two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in three different classes/groups of the Curso Técnico em Agropecuária Integrado, with a total amounting to 120 the number of students that constituted the target audience of this research. According to Ausubel’s theory, there are two conditions that favor meaningful learning, the instructional material must be potentially meaningful and the student predisposition to meaningfully learn. PMTUs were used to make materials potentially meaningful and, according to the learning outcomes, it seems possible to say that the varied methodologies and approaches used in the PMTUs promoted such a predisposition. Research findings reflect a characteristic of qualitative research according to which generalizations do not occur since, even in a research involving 7 (seven) first year high school classes/groups, in different instances and with groups with a different profile, conclusions differ and they are presented along this work.

O presente trabalho relata a implementação de um projeto de ensino, referenciado na teoria da aprendizagem significativa e no sócio-interacionismo, em uma turma de segundo módulo do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza com Habilitação em Física do Instituto Federal de Santa Catarina. Os alunos foram engajados em um programa de produção textual para publicação de inserções radiofônicas de curta duração e na construção de um blog para a Internet sobre radioatividade e energia nuclear, tema estudado na unidade curricular de Princípios da Ciência II. Para o planejamento e construção dos textos, os alunos foram subsidiados por conteúdos sobre divulgação científica, teorias de aprendizagem, epistemologia e história da ciência, resultado da integração de outras duas unidades curriculares: Português II e Epistemologia e História das Ciências. Como material de apoio para as atividades realizadas por estes estudantes foi construído um site com textos, imagens, vídeos e mapas conceituais apresentados em aula como organizadores prévios. O objetivo do projeto consiste na compreensão dos conteúdos das unidades curriculares envolvidas e da aprendizagem significativa como referencial de ensino passível de aplicação na divulgação científica. O conteúdo dos textos produzidos pelos alunos para o rádio e para a internet, assim como os questionários aplicados antes e depois da implementação do projeto, mostraram uma apropriação de princípios e estratégias da aprendizagem significativa, dos referenciais de divulgação científica e do conhecimento científico relacionado ao tema radioatividade e energia nuclear. / This work describes the implementation, within the Instituto Federal de Educação of Santa Catarina – IFSC, of a teaching project, based on the socio-interactionism and in the meaningful learning theory, with students of the Nature Sciences major in Physics. The students engaged in a text production program to produce short-term radio broadcasts, as well as in the creation of a blog about radioactivity and nuclear energy, matter studied in the subject of Principles of Science II. In planning and in writing those texts, students relied on scientific popularization matters, learning theories, epistemology and history of science, what was a result of the integration with the Portuguese II, Epistemology, and History of Science Subjects. As a supporting material, for the activities carried out by the students, a website with texts, imagery, videos and conceptual maps presented in classes as previous organizers has been created. The project aims at the comprehension of the matters broached in the subjects involved in the course curriculum and at the meaningful learning as reference for a possible way of teaching and scientific popularization. The content of the texts produced by the students for the radio and for the Internet, as well as the questionnaires applied before and after the project development showed an appropriation of the principles and meaningful learning strategies, of the scientific popularization references and of the scientific knowledge related to the radioactivity and nuclear energy themes.