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<p>In this thesis the theoretical framework student ownership of learning (SOL) is developed both theoretically and with qualitative research, based on studies of small-group work in physics with miniprojects and context rich problems. Ownership is finally defined as actions of choice and control, i.e. the realised opportunities to own organisation of the work. The dimension group ownership of learning refers to the groups’ actions of choice and control of the management of the task: how the task is determined, performed and finally reported. The other dimension, the individual student ownership of learning, refers to the individual student's own question/idea that comes from own experiences, interests, or anomalies of understanding; an idea/question that recurs several times and leads to new insights. From literature and from own data, categories are constructed for group and individual student ownership of learning, which have been iteratively sharpened in order to identify ownership in these two dimensions. As a consequence, the use of the framework student ownership of learning is a way to identify an optimal level of ownership for better learning and higher motivation in physics teaching.</p><p>The first part of the thesis gives an overview of the theoretical background to the studies made, and summarises the findings. The second part consists of six articles that report case studies with analyses of audio/video-recorded student cooperative work, and student group discussions, from three collections of data: 1) students working with miniprojects in teacher education, 2) upper secondary school students taking a physics course that includes both context rich problems with group discussions and miniprojects, and 3), aeronautical engineering students working with context rich problems in an introductory physics course at university.</p><p>The thesis describes in a fine-grained analysis the conversation in the groups based on Barnes discourse moves, and finds that ownership and communication are related. Group discussions are found to be an indicator for group ownership of learning and exploratory talks often promotes individual student ownership of learning.</p>

In this thesis the theoretical framework student ownership of learning (SOL) is developed both theoretically and with qualitative research, based on studies of small-group work in physics with miniprojects and context rich problems. Ownership is finally defined as actions of choice and control, i.e. the realised opportunities to own organisation of the work. The dimension group ownership of learning refers to the groups’ actions of choice and control of the management of the task: how the task is determined, performed and finally reported. The other dimension, the individual student ownership of learning, refers to the individual student's own question/idea that comes from own experiences, interests, or anomalies of understanding; an idea/question that recurs several times and leads to new insights. From literature and from own data, categories are constructed for group and individual student ownership of learning, which have been iteratively sharpened in order to identify ownership in these two dimensions. As a consequence, the use of the framework student ownership of learning is a way to identify an optimal level of ownership for better learning and higher motivation in physics teaching. The first part of the thesis gives an overview of the theoretical background to the studies made, and summarises the findings. The second part consists of six articles that report case studies with analyses of audio/video-recorded student cooperative work, and student group discussions, from three collections of data: 1) students working with miniprojects in teacher education, 2) upper secondary school students taking a physics course that includes both context rich problems with group discussions and miniprojects, and 3), aeronautical engineering students working with context rich problems in an introductory physics course at university. The thesis describes in a fine-grained analysis the conversation in the groups based on Barnes discourse moves, and finds that ownership and communication are related. Group discussions are found to be an indicator for group ownership of learning and exploratory talks often promotes individual student ownership of learning.

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Esta pesquisa ressalta as contribuicões da teoria piagetiana para o campo da aprendizagem em Física. Ela objetiva entender, mediante situacao experimental, como os sujeitos relacionam os conhecimentos da mecânica clássica de Newton com os conhecimentos da mecânica relativística de Einstein. Embora a análise tenha sido realizada com conceitos da Física, o relacionamento entre diferentes teorias científicas pode ser estendido para as mais variadas áreas de conhecimento. Utilizando-se o Método Clínico piagetiano, foram propostas aos sujeitos situacões passíveis de serem entendidas como conflitantes, com o intuito de que novos dados pudessem ser assimilados. Quando da incorporacao, pelos sujeitos da pesquisa, de dados novos ao modelo explicativo, sucederam-se três consequências: aumento em extensao do modelo explicativo; aumento em compreensao do modelo explicativo; extincao do modelo explicativo surgindo, com isso, a possibilidade de elaboracao de um novo modelo. Desde os sujeitos que buscam explicar os novos dados exclusivamente com o modelo newtoniano (Modelo M), passando pelos que diferenciam dois modelos explicativos ao mesmo tempo em que distinguem duas realidades (Modelos M – Modelo M'), até os que relacionam os dois modelos explicativos por meio de uma totalidade que permite compreender o grau de generalizacao de cada modelo (Modelos M ↔ Modelo M'), o papel da novidade produzida por eles tornou-se evidente. A análise dos dados coletados para esta tese indica que a consciência da evolucao das teorias científicas, bem como suas possíveis relacões, é ponto de chegada de um longo processo que comeca por diferenciar, antes de relacionar, dois modelos explicativos. A emergência de um novo modelo surge no momento em que o modelo vigente nao mais consegue explicar situacões novas, integrar novos dados. A dificuldade de o sujeito compreender as causas da nao aplicabilidade do modelo vigente às novas situacões é o ponto de partida para sua reconstrucao ou até para a construcao de um novo modelo. Essa ideia se opõe a muitas metodologias de ensino utilizadas em sala de aula que consideram o aluno um receptáculo passivo destinado à aceitacao acrítica de teorias. As conclusões desta tese permitem, no âmbito educacional, uma reflexao sobre como deveria ser a abordagem da evolucao de teorias científicas em sala de aula e a sua importância para o avanco das ciências. / This survey enhances the contributions of piagetian theory to the learning field of Physics. In an experimental situation, it aims an understanding on how individuals associate knowledge of classical newtonian mechanics with the knowledge of Einstein’s relativistic mechanics. Even though the analysis has been carried out with concepts of Physics, the relationship between distinct scientific theories can be understood for the most diverse fields of knowledge. Using the Piagetian Clinical Method, situations that could be understood as conflicting were proposed to the individuals with the purpose that new data could be assimilated. When the subjects of the survey internalized the new data of the explanatory model, there was a succession of three consequences: an increase in the extent of the explanatory model; an increase in understanding the explanatory model; extinction of the explanatory model arising, from that, the possibility of elaborating a new model. From the subjects in a search of explaining the new data with the newtonian model exclusively (M Model), through the ones that distinguish two explanatory models at the same time they recognize two realities (M Models –M' Model), and to the ones that connect the two explanatory models by means of a wholeness which allows the understanding of the extent of generalization of each model (M Models ↔ M' Model), the role of the novelty produced by them became evident. The analysis of the collected data to this thesis indicates that the awareness of the evolution of scientific theories and their possible relations are arrival point of a long process that starts in distinguish, before association, two explanatory models. The emergency of a new model arises when the current model cannot explain anymore new situations or integrate new data. The difficulty of the subject in understanding the causes of the non-applicability of the current model to the new situations is a starting point for the reconstruction or the construction of a new model. This idea opposes to a variety of methodologies of teaching used in classroom that consider the student a passive receptacle with no criticism to theories. The conclusions of this thesis allow, in the learning environment, discussion on how should be done the approach of the evolution of scientific theories in classroom and its importance to the progress of sciences. / Esta pesquisa resalta las contribuciones de la teoría piagetiana para el campo de aprendizaje en Física. Ella objetiva entender, mediante la situacion experimental, como los sujetos relacionan los conocimientos de la mecánica clásica de Newton con los conocimientos de la mecánica relativista de Einstein. Aunque el análisis se haya realizado con los conceptos de la Física, la relacion entre distintas teorías científicas puede extenderse para las más variadas áreas de conocimiento. Utilizándose el Método Clínico piagetiano, fueran propuestas a los sujetos situaciones pasibles de ser entendidas como conflictivas, con el objetivo de que nuevos datos se puedan asimilar. Cuando da incorporacion, por los sujetos de la investigacion, de nuevos datos de modelo explicativo, se sucederán tres consecuencias: aumento en extension del modelo explicativo, aumento en comprension del modelo explicativo; extincion del modelo explicativo surgiendo con eso, la posibilidad de elaboracion de un nuevo modelo. Desde los sujetos que buscan explicar los nuevos datos exclusivamente con el modelo newtoniano (Modelo M), pasando por los que se diferencian de los modelos explicativos al mismo tiempo en que se distinguen dos realidades (Modelos M – Modelo M'), hasta que los relacionen los dos modelos explicativos por medio de una totalidad que permite comprender el grado de generalizacion de cada modelo (Modelos M ↔ Modelo M'), el papel de la novedad producida por elles se convirtio evidente. El análisis de los datos colectados para esta tesis indica que la evolucion de las teorías científicas, bien como sus posibles relaciones, es el punto de llegada de un nuevo proceso que empieza por diferenciar, antes de relacionar, dos modelos explicativos. La emergencia de un nuevo modelo surge en el momento en que el modelo vigente no consigue más explicar situaciones nuevas, integrar datos nuevos. La dificultad del sujeto comprender las causas de la no aplicabilidad del modelo vigente a las nuevas situaciones es el punto de partida para su reconstruccion o hasta para la construccion de un nuevo modelo. Esa idea si opone a muchas metodologías de enseñanza utilizada en clase que considera el alumno un receptáculo pasivo a una aceptacion acrítica de las teorías. Las conclusiones de esta tesis permiten, en el ámbito educacional, una reflexion sobre como debería ser la abordaje de la evolucion de las teorías científicas en clase y su importancia para el avanzo de las ciencias.

Esta pesquisa ressalta as contribuicões da teoria piagetiana para o campo da aprendizagem em Física. Ela objetiva entender, mediante situacao experimental, como os sujeitos relacionam os conhecimentos da mecânica clássica de Newton com os conhecimentos da mecânica relativística de Einstein. Embora a análise tenha sido realizada com conceitos da Física, o relacionamento entre diferentes teorias científicas pode ser estendido para as mais variadas áreas de conhecimento. Utilizando-se o Método Clínico piagetiano, foram propostas aos sujeitos situacões passíveis de serem entendidas como conflitantes, com o intuito de que novos dados pudessem ser assimilados. Quando da incorporacao, pelos sujeitos da pesquisa, de dados novos ao modelo explicativo, sucederam-se três consequências: aumento em extensao do modelo explicativo; aumento em compreensao do modelo explicativo; extincao do modelo explicativo surgindo, com isso, a possibilidade de elaboracao de um novo modelo. Desde os sujeitos que buscam explicar os novos dados exclusivamente com o modelo newtoniano (Modelo M), passando pelos que diferenciam dois modelos explicativos ao mesmo tempo em que distinguem duas realidades (Modelos M – Modelo M'), até os que relacionam os dois modelos explicativos por meio de uma totalidade que permite compreender o grau de generalizacao de cada modelo (Modelos M ↔ Modelo M'), o papel da novidade produzida por eles tornou-se evidente. A análise dos dados coletados para esta tese indica que a consciência da evolucao das teorias científicas, bem como suas possíveis relacões, é ponto de chegada de um longo processo que comeca por diferenciar, antes de relacionar, dois modelos explicativos. A emergência de um novo modelo surge no momento em que o modelo vigente nao mais consegue explicar situacões novas, integrar novos dados. A dificuldade de o sujeito compreender as causas da nao aplicabilidade do modelo vigente às novas situacões é o ponto de partida para sua reconstrucao ou até para a construcao de um novo modelo. Essa ideia se opõe a muitas metodologias de ensino utilizadas em sala de aula que consideram o aluno um receptáculo passivo destinado à aceitacao acrítica de teorias. As conclusões desta tese permitem, no âmbito educacional, uma reflexao sobre como deveria ser a abordagem da evolucao de teorias científicas em sala de aula e a sua importância para o avanco das ciências. / This survey enhances the contributions of piagetian theory to the learning field of Physics. In an experimental situation, it aims an understanding on how individuals associate knowledge of classical newtonian mechanics with the knowledge of Einstein’s relativistic mechanics. Even though the analysis has been carried out with concepts of Physics, the relationship between distinct scientific theories can be understood for the most diverse fields of knowledge. Using the Piagetian Clinical Method, situations that could be understood as conflicting were proposed to the individuals with the purpose that new data could be assimilated. When the subjects of the survey internalized the new data of the explanatory model, there was a succession of three consequences: an increase in the extent of the explanatory model; an increase in understanding the explanatory model; extinction of the explanatory model arising, from that, the possibility of elaborating a new model. From the subjects in a search of explaining the new data with the newtonian model exclusively (M Model), through the ones that distinguish two explanatory models at the same time they recognize two realities (M Models –M' Model), and to the ones that connect the two explanatory models by means of a wholeness which allows the understanding of the extent of generalization of each model (M Models ↔ M' Model), the role of the novelty produced by them became evident. The analysis of the collected data to this thesis indicates that the awareness of the evolution of scientific theories and their possible relations are arrival point of a long process that starts in distinguish, before association, two explanatory models. The emergency of a new model arises when the current model cannot explain anymore new situations or integrate new data. The difficulty of the subject in understanding the causes of the non-applicability of the current model to the new situations is a starting point for the reconstruction or the construction of a new model. This idea opposes to a variety of methodologies of teaching used in classroom that consider the student a passive receptacle with no criticism to theories. The conclusions of this thesis allow, in the learning environment, discussion on how should be done the approach of the evolution of scientific theories in classroom and its importance to the progress of sciences. / Esta pesquisa resalta las contribuciones de la teoría piagetiana para el campo de aprendizaje en Física. Ella objetiva entender, mediante la situacion experimental, como los sujetos relacionan los conocimientos de la mecánica clásica de Newton con los conocimientos de la mecánica relativista de Einstein. Aunque el análisis se haya realizado con los conceptos de la Física, la relacion entre distintas teorías científicas puede extenderse para las más variadas áreas de conocimiento. Utilizándose el Método Clínico piagetiano, fueran propuestas a los sujetos situaciones pasibles de ser entendidas como conflictivas, con el objetivo de que nuevos datos se puedan asimilar. Cuando da incorporacion, por los sujetos de la investigacion, de nuevos datos de modelo explicativo, se sucederán tres consecuencias: aumento en extension del modelo explicativo, aumento en comprension del modelo explicativo; extincion del modelo explicativo surgiendo con eso, la posibilidad de elaboracion de un nuevo modelo. Desde los sujetos que buscan explicar los nuevos datos exclusivamente con el modelo newtoniano (Modelo M), pasando por los que se diferencian de los modelos explicativos al mismo tiempo en que se distinguen dos realidades (Modelos M – Modelo M'), hasta que los relacionen los dos modelos explicativos por medio de una totalidad que permite comprender el grado de generalizacion de cada modelo (Modelos M ↔ Modelo M'), el papel de la novedad producida por elles se convirtio evidente. El análisis de los datos colectados para esta tesis indica que la evolucion de las teorías científicas, bien como sus posibles relaciones, es el punto de llegada de un nuevo proceso que empieza por diferenciar, antes de relacionar, dos modelos explicativos. La emergencia de un nuevo modelo surge en el momento en que el modelo vigente no consigue más explicar situaciones nuevas, integrar datos nuevos. La dificultad del sujeto comprender las causas de la no aplicabilidad del modelo vigente a las nuevas situaciones es el punto de partida para su reconstruccion o hasta para la construccion de un nuevo modelo. Esa idea si opone a muchas metodologías de enseñanza utilizada en clase que considera el alumno un receptáculo pasivo a una aceptacion acrítica de las teorías. Las conclusiones de esta tesis permiten, en el ámbito educacional, una reflexion sobre como debería ser la abordaje de la evolucion de las teorías científicas en clase y su importancia para el avanzo de las ciencias.

Esta pesquisa ressalta as contribuicões da teoria piagetiana para o campo da aprendizagem em Física. Ela objetiva entender, mediante situacao experimental, como os sujeitos relacionam os conhecimentos da mecânica clássica de Newton com os conhecimentos da mecânica relativística de Einstein. Embora a análise tenha sido realizada com conceitos da Física, o relacionamento entre diferentes teorias científicas pode ser estendido para as mais variadas áreas de conhecimento. Utilizando-se o Método Clínico piagetiano, foram propostas aos sujeitos situacões passíveis de serem entendidas como conflitantes, com o intuito de que novos dados pudessem ser assimilados. Quando da incorporacao, pelos sujeitos da pesquisa, de dados novos ao modelo explicativo, sucederam-se três consequências: aumento em extensao do modelo explicativo; aumento em compreensao do modelo explicativo; extincao do modelo explicativo surgindo, com isso, a possibilidade de elaboracao de um novo modelo. Desde os sujeitos que buscam explicar os novos dados exclusivamente com o modelo newtoniano (Modelo M), passando pelos que diferenciam dois modelos explicativos ao mesmo tempo em que distinguem duas realidades (Modelos M – Modelo M'), até os que relacionam os dois modelos explicativos por meio de uma totalidade que permite compreender o grau de generalizacao de cada modelo (Modelos M ↔ Modelo M'), o papel da novidade produzida por eles tornou-se evidente. A análise dos dados coletados para esta tese indica que a consciência da evolucao das teorias científicas, bem como suas possíveis relacões, é ponto de chegada de um longo processo que comeca por diferenciar, antes de relacionar, dois modelos explicativos. A emergência de um novo modelo surge no momento em que o modelo vigente nao mais consegue explicar situacões novas, integrar novos dados. A dificuldade de o sujeito compreender as causas da nao aplicabilidade do modelo vigente às novas situacões é o ponto de partida para sua reconstrucao ou até para a construcao de um novo modelo. Essa ideia se opõe a muitas metodologias de ensino utilizadas em sala de aula que consideram o aluno um receptáculo passivo destinado à aceitacao acrítica de teorias. As conclusões desta tese permitem, no âmbito educacional, uma reflexao sobre como deveria ser a abordagem da evolucao de teorias científicas em sala de aula e a sua importância para o avanco das ciências. / This survey enhances the contributions of piagetian theory to the learning field of Physics. In an experimental situation, it aims an understanding on how individuals associate knowledge of classical newtonian mechanics with the knowledge of Einstein’s relativistic mechanics. Even though the analysis has been carried out with concepts of Physics, the relationship between distinct scientific theories can be understood for the most diverse fields of knowledge. Using the Piagetian Clinical Method, situations that could be understood as conflicting were proposed to the individuals with the purpose that new data could be assimilated. When the subjects of the survey internalized the new data of the explanatory model, there was a succession of three consequences: an increase in the extent of the explanatory model; an increase in understanding the explanatory model; extinction of the explanatory model arising, from that, the possibility of elaborating a new model. From the subjects in a search of explaining the new data with the newtonian model exclusively (M Model), through the ones that distinguish two explanatory models at the same time they recognize two realities (M Models –M' Model), and to the ones that connect the two explanatory models by means of a wholeness which allows the understanding of the extent of generalization of each model (M Models ↔ M' Model), the role of the novelty produced by them became evident. The analysis of the collected data to this thesis indicates that the awareness of the evolution of scientific theories and their possible relations are arrival point of a long process that starts in distinguish, before association, two explanatory models. The emergency of a new model arises when the current model cannot explain anymore new situations or integrate new data. The difficulty of the subject in understanding the causes of the non-applicability of the current model to the new situations is a starting point for the reconstruction or the construction of a new model. This idea opposes to a variety of methodologies of teaching used in classroom that consider the student a passive receptacle with no criticism to theories. The conclusions of this thesis allow, in the learning environment, discussion on how should be done the approach of the evolution of scientific theories in classroom and its importance to the progress of sciences. / Esta pesquisa resalta las contribuciones de la teoría piagetiana para el campo de aprendizaje en Física. Ella objetiva entender, mediante la situacion experimental, como los sujetos relacionan los conocimientos de la mecánica clásica de Newton con los conocimientos de la mecánica relativista de Einstein. Aunque el análisis se haya realizado con los conceptos de la Física, la relacion entre distintas teorías científicas puede extenderse para las más variadas áreas de conocimiento. Utilizándose el Método Clínico piagetiano, fueran propuestas a los sujetos situaciones pasibles de ser entendidas como conflictivas, con el objetivo de que nuevos datos se puedan asimilar. Cuando da incorporacion, por los sujetos de la investigacion, de nuevos datos de modelo explicativo, se sucederán tres consecuencias: aumento en extension del modelo explicativo, aumento en comprension del modelo explicativo; extincion del modelo explicativo surgiendo con eso, la posibilidad de elaboracion de un nuevo modelo. Desde los sujetos que buscan explicar los nuevos datos exclusivamente con el modelo newtoniano (Modelo M), pasando por los que se diferencian de los modelos explicativos al mismo tiempo en que se distinguen dos realidades (Modelos M – Modelo M'), hasta que los relacionen los dos modelos explicativos por medio de una totalidad que permite comprender el grado de generalizacion de cada modelo (Modelos M ↔ Modelo M'), el papel de la novedad producida por elles se convirtio evidente. El análisis de los datos colectados para esta tesis indica que la evolucion de las teorías científicas, bien como sus posibles relaciones, es el punto de llegada de un nuevo proceso que empieza por diferenciar, antes de relacionar, dos modelos explicativos. La emergencia de un nuevo modelo surge en el momento en que el modelo vigente no consigue más explicar situaciones nuevas, integrar datos nuevos. La dificultad del sujeto comprender las causas de la no aplicabilidad del modelo vigente a las nuevas situaciones es el punto de partida para su reconstruccion o hasta para la construccion de un nuevo modelo. Esa idea si opone a muchas metodologías de enseñanza utilizada en clase que considera el alumno un receptáculo pasivo a una aceptacion acrítica de las teorías. Las conclusiones de esta tesis permiten, en el ámbito educacional, una reflexion sobre como debería ser la abordaje de la evolucion de las teorías científicas en clase y su importancia para el avanzo de las ciencias.

Title: Physics education of students and teachers in the Heureka project Author: RNDr. Irena Dvořáková Department: Department of Physics Education, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague Supervisor: doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc., Department of Physics Education, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague Abstract: This doctoral thesis is aimed at physics education of students and teachers in the Heureka project. The introductory part concerns the brief outline of the current state of physics education both in the Czech Republic and around the world. The next chapters describe the genesis of the project, characterize its main principles and give several examples of methodological sequences in which the application of these principles is shown. The impact of these ideas on students is illustrated by several school tests and the Lawson test, too. The significant part of this thesis deals with the teacher training in the Heureka project. The methods and forms used are described and the impact is analyzed. The international contacts and their development are mentioned in the closing chapter. Several more examples of materials both for students' work and teachers' seminars are published in the appendices. The DVD with digital recording of one lesson is also attached....

Várias pesquisas em ensino de ciências apontam a dificuldade que os estudantes apresentam para retomar conhecimentos de Física com os quais já tiveram contato anteriormente na escola. Apresentamos nesta tese o relato de uma pesquisa cujos objetivos são identificar o que os estudantes retomam das aulas de Física do ano anterior e compreender os processos que levam (ou não) a essas retomadas, considerando a perspectiva do ensino por investigação. Foi realizada observação participante em uma turma de 22 alunos de Ensino Médio, de uma instituição federal de ensino, durante seis meses, ao longo dos quais foram utilizadas com os estudantes algumas atividades investigativas sobre calor e temperatura, além das práticas usuais do professor para abordar a temática da Física Térmica. Aproximadamente um ano depois, o mesmo docente aplicou, para a mesma turma, atividades diferentes das iniciais, mas que solicitavam a retomada do que tinha sido ensinado previamente. Coletas de registros foram realizadas nesses diferentes momentos. Utilizamos cinco elementos teóricos como base para as análises realizadas - memória, cognição, afetividade, interação social e metacognição -, a fim de tentar compreender o processo de aprendizagem ao longo de diferentes momentos, considerando a perspectiva sócio-histórico-cultural vigotskiana. No processo de análise dos dados, elaboramos duas categorias de análise relativas às memórias mediadas: a memória científico-afetiva, que diz respeito ao que foi retomado e que guarda estreita relação com o conhecimento científico escolar e/ou é influenciado por ele; a memória afetivo-vivencial, que se refere ao que foi retomado e que não tem relação explícita com o conhecimento científico escolar. Um ano após as atividades iniciais, os estudantes retomaram, pela memória científico-afetiva, conhecimentos e habilidades relativas ao ensino por investigação e à metacognição. Entendemos que tais retomadas são indícios da aprendizagem dos temas de física trabalhados nos processos de ensino. Atividades realizadas em aula, sentimentos e sensações foram retomados pela memória afetivo-vivencial. As retomadas por ambas as memórias ocorreram por intermédio de elementos mediadores, que expressam de que forma ou por intermédio de que fatores tais retomadas foram feitas. A análise realizada nos permite defender a tese de que a aprendizagem de Física ao longo do tempo, na perspectiva do ensino por investigação, é influenciada e permeada por memórias mediadas, as quais envolvem aspectos cognitivos, afetivos e metacognitivos e são formadas e acessadas por elementos mediadores. Uma implicação de nossos resultados para o ensino de Física é o fato de que conhecer os elementos mediadores pode auxiliar o docente a elaborar seu ensino de modo a afetar positivamente a aprendizagem dos estudantes. Considerando a dificuldade que os estudantes apresentam para realizar retomadas de conhecimento em momentos posteriores ao ensino inicial na escola, concluímos que a perspectiva de ensino do professor e o tipo de atividade de retomada influenciam diretamente a forma como os alunos retomam situações e conhecimentos com os quais tiveram contato anteriormente. / Several researches in science teaching point out the difficulty students have to recall knowledge in Physics they have already had contact with at school. In this thesis, we present the report of a research which had the objective of identifying what the students recall from Physics classes they had in the previous year and comprehending the processes that lead (or not) to those recalls, considering the inquiry-based teaching. Participative observation has been carried out in a high school group with 22 students at a federal institution of learning, during six months. During those months, some inquiry-based activities were carried out with the students concerning heat and temperature, besides usual practices the teacher has to approach Thermal Physics themes. Nearly one year later, the same teacher applied activities to the same group, which were different from the initial ones, and requested the recall of what they have been previously taught. The collection of records was made in these different moments. We used five theoretical elements as the basis for the analyses performed - memory, cognition, affection, social interaction and metacognition - in order to attempt to comprehend the learning process all over the different moments, considering the cultural-historical perspective. In the process of data analysis, we have elaborated two categories of mediated memories: scientific-affective memory, corresponding to which has been recalled and that keeps close relation to the scientific knowledge and/or is influenced by it; affective-living memory, corresponding to which has been recalled and that has no explicit relation to the scientific knowledge. One year after the initial activities, the students recalled, by scientific-affective memory, knowledge and abilities related to the inquiry-based teaching and to metacognition. We understand such recalls are evidences that the students learned some of the Physics topics that were taught. Activities carried out in class, feelings and sensations were recalled by affective-living memory. The recalls by both memories happened by mediating elements, which express the way or the factors by which those recalls were made. The analysis performed allows us to defend the thesis that the Physics learning over time, from the perspective of the inquiry-based teaching, is influenced and permeated by mediated memories, which involve cognitive, affective and metacognitive aspects and are formed and accessed by mediating elements. An implication of our results to Physics teaching is the fact that knowing the mediating elements may help the teacher elaborate his teaching in order to positively affect the students\" learning. Considering the above mentioned difficulty students have to make recalls of knowledge in moments after the initial learning at school, we conclude that the teacher\"s teaching perspective and the type of recall activity directly impact the way the students recall situations and knowledge with which they have had prior contact.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:02:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6206.pdf: 2317505 bytes, checksum: cb846c0c5d86493651d0c1474738386e (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / The demotivation observed in the students concerning Physics led to the searching for a theoretical referential which could guide this pedagogical work. So, one understands the importance of Science teaching that contributes to a full formation of a conscious citizen that knows how to use their scientific knowledge with social responsibility. One looked for understand the difficult presented in the process of teaching and learning of Physics, focusing mainly in its important relation with Mathematics. For this, supported by PCN, it was analyzed the relation existing between the abilities and competences used in Math and Physics teaching. One also considered in the research, the different stages existing in Science learning, from which one understood the necessity of reaching the multidimensional stage in our schools. From this view, and supported by bibliographic references, it was pointed the existence of four main difficulties presented in the learning process of this subject. They are the difficulties inherent to Physics teaching, which started with the exceeding, premature and almost exclusive use of Math. There are also difficulties arising from Math learning that affect the learning of Physics. The difficulties from Portuguese language domain presented by students when reading, writing and interpreting scientific texts, limit the qualitative understanding of the subject and consequently, its conceptual understanding can be impaired. The existence of epistemological barriers, which arise from the different approaches of its own conceptual body also influence negatively the teaching and learning process of Physics. Supported by this perspective, the following question was done: What should one has to learn to teach, so the classes of Science, Physics and its integration with Math can make the knowledge more significant and, so that, multidimensional stage could be reached? The bibliographic analysis led to work in a theoretical basis with The Mental Models from Johnson-Laird . Using this theoretical support, it was elaborated and applied a didactic sequence, which was developed considering the difficulties in learning that were analyzed in this work. It was looked for understanding qualitatively the results obtained with the application of this didactic sequence. This process led to the elaboration of some topics, which were considered to be relevant in the preparation of a pedagogical activity for the teaching and learning process to be really relevant and, thus, contribute with a full citizen formation and a truly significant learning. / A desmotivação observada nos alunos em relação ao ensino da Física conduziu a busca de um referencial teórico que pudesse orientar este trabalho pedagógico. Entende-se a necessidade e importância de um ensino de ciências que contribua para uma formação plena de um cidadão consciente e que saiba usar o seu conhecimento científico com responsabilidade social. Buscou-se, então, compreender as dificuldades apresentadas no processo de ensino-aprendizagem da disciplina de Física, tendo como foco principal sua importante relação com a Matemática. Para isso, com o amparo dos PCN, foi analisada a relação existente entre as habilidades e competências trabalhadas no ensino da Matemática e da Física. Também considerou-se nessa pesquisa os diferentes estágios existentes na aprendizagem de ciências, a partir dos quais foi possível compreender a necessidade de alcançar nas escolas o estágio multidimensional. Partindo desta ótica, e com base na referência bibliográfica, aponta-se a existência de quatro dificuldades principais presentes no processo ensino aprendizagem dessa disciplina. São dificuldades inerentes ao ensino da Física que se originam no demasiado uso precoce e quase exclusivo da Matemática no ensino. Também há dificuldades provenientes da Matemática, cuja transferência das dificuldades oriundas de sua aprendizagem para a aprendizagem em Física assume o papel principal. As dificuldades provenientes do domínio da Língua Portuguesa, apresentadas pelos alunos ao ler, escrever e interpretar textos científicos, limitam a compreensão qualitativa da matéria e, consequentemente, o entendimento conceitual da disciplina de Física fica comprometido. A existência de barreiras epistemológicas que surgem nas diferentes abordagens feitas no próprio corpo conceitual da Física também influenciam de forma negativa o seu processo ensino-aprendizagem. Apoiando-se nesta perspectiva, questionou-se o seguinte: O que se deve aprender a ensinar para que, de fato, as aulas de ciências exatas, a física e sua integração com a matemática, em particular, tornem o conhecimento mais significativo e o estágio multidimensional possa ser atingido? A análise bibliográfica conduziu a um trabalho tendo por base teórica principal Os Modelos Mentais de Johnson-Laird . Com o auxílio deste suporte teórico, elaborou-se e aplicou-se uma sequência didática que foi desenvolvida, considerando as dificuldades de aprendizagem citadas e analisadas neste trabalho. Buscou-se compreender qualitativamente os resultados obtidos com a aplicação dessa sequência didática. Esse processo conduziu à elaboração de alguns tópicos que se considerou serem de muita relevância na preparação de uma atividade pedagógica para que o processo de ensino-aprendizagem seja realmente relevante e venha contribuir com uma formação cidadã plena e uma aprendizagem realmente significativa.