Made available in DSpace on 2014-12-17T15:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DenerSA.pdf: 3825775 bytes, checksum: 15970a8d2e14d455b5ec18e0f83a7253 (MD5) Previous issue date: 2008-12-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This paper aims at building a proposal for teaching of electromagnetism in the secondary level in the state public school in Natal, RN, encompassing at the most possible comprehensive manner the fundamental aspects of electromagnetism. The methodology employed here is prioritize physical concepts rather than instruments (such as the mathematics), which should have the connotation of just tools, or of aids in the context of physics teaching in the referred teaching level. The proposal is to give teachers a consultation resource, from differentiated lesson plans, which have as main focus activities based primarily in texts and active participation of students in the teaching- learning process and the implementation of the PCN+ proposals (BRAZIL, 2000), which suggest alternative ways to make the practice in the classroom more exciting, targeting a significant teaching-learning process for both the teacher and the student. This material was applied during the 3rd and 4th term (i.e., bimester) throughout the school year of 2007, in the State School Teacher Varela Barca in two classes (3V1 and 3V2) of 3rd grade of secondary level. As evaluation of the implementation of this proposal one can cite that students were more secure when to apply the concepts, when conducting the experiments, and less anxious when formal evaluation of the evidence, showing greater motivation when presented to electromagnetism contextualized in their everyday situations. The product of this educational work includes, besides the dissertation, the lesson plans, itineraries and experimental assessment of the instruments used (Annex E to I) / Este trabalho tem como objetivo a constru??o de uma proposta de ensino de eletromagnetismo, no n?vel m?dio da escola p?blica estadual em Natal, RN, que contemple do modo mais abrangente poss?vel, seus aspectos mais fundamentais. A metodologia empregada visa priorizar conceitos f?sicos em rela??o a instrumentos (como, por exemplo, a matem?tica), que devem ter a conota??o apenas de ferramentas, ou de coadjuvantes, no contexto do ensino de f?sica no n?vel m?dio. A referida proposta proporciona planos de aula diferenciados e roteiros experimentais, que apresentam um trabalho baseado, principalmente, em textos e participa??o ativa dos estudantes no processo de ensino- aprendizagem, bem como na implementa??o das propostas dos PCN+ (BRASIL, 2000), que sugerem formas alternativas para tornar a pr?tica em sala de aula mais empolgante e prazerosa, direcionada a um processo ensino-aprendizagem significativo, tanto para o professor quanto para o aluno. Este material foi aplicado no final do 3? bimestre e em todo 4? bimestre do ano letivo de 2007, na Escola Estadual Professor Varela Barca em duas turmas (3V1 e 3V2) da 3? serie do ensino m?dio. Como avalia??o da aplica??o dessa proposta pode-se citar que os alunos mostraram-se mais seguros no momento de aplicar os conceitos, quando da realiza??o dos experimentos, e menos ansiosos no momento formal da prova avaliativa, demonstrando uma maior motiva??o quando apresentados ao eletromagnetismo contextualizado em situa??es do seu dia-a-dia. O produto educacional deste trabalho compreende, al?m desta disserta??o, os planos de aula, roteiros experimentais e os instrumentos de avalia??o utilizados (Anexos E a I)

A física é uma ciência altamente matematizada, tendo seus conceitos e métodos profundamente influenciados pelo pensamento matemático. Apesar disso, em contextos de ensino, o papel da matemática na física tende a se resumir ao de uma ferramenta para a descrição e operacionalização de grandezas, fazendo com que os estudantes não percebam o caráter estruturante do formalismo matemático para a constituição teórica da física. Assim, é fundamental dedicar um esforço sistemático de pesquisa para investigar estratégias que visem a apropriação dessa maneira matemática de conceber o mundo físico pelos estudantes. Apesar da existência de um número razoável de pesquisas que identificam as principais dificuldades enfrentadas pelos estudantes para a compreensão do significado de equações e utilização da matemática para a resolução de problemas de física, esse tema tem sido pouco investigado sob a ótica do ensino. Dessa forma, este trabalho objetiva contribuir para tal esforço por meio da realização de um estudo de caso em aulas de relatividade e eletromagnetismo, ministradas por um professor experiente e diferenciado em nível superior. A análise das aulas com auxílio do software videograph, juntamente com estudos históricos e epistemológicos, nos conduz à proposição de uma ferramenta teórica composta por oito categorias de análise, a qual se destina a descrever e avaliar abordagens didáticas em relação à ênfase em múltiplos aspectos da imbricada inter-relação entre física e matemática em contextos de ensino. Essa ferramenta é utilizada na análise de 19 episódios de ensino extraídos da gravação do curso de eletromagnetismo ministrado pelo professor do estudo de caso. Sua abordagem focada na estruturação matemática de conceitos físicos, na interpretação física de expressões matemáticas, no incentivo constante à metacognição, entre outros aspectos, nos permite apontar critérios associados à qualidade didática das aulas analisadas, os quais são posteriormente justificados pelo próprio professor em entrevistas semiestruturadas. Dentre as perspectivas deste trabalho, estão a possibilidade de utilizar a ferramenta de análise para realizar estudos comparativos entre aulas ministradas por diferentes professores sobre o mesmo tema, avaliar concepções diversas sobre o papel da matemática presentes em materiais didáticos, bem como a utilização de tais análises como recurso didático-pedagógico para a formação de professores de física e matemática. / Physics is a highly mathematized science, so that its concepts and methods are profoundly influenced by the mathematical thinking. Nevertheless, in the context of physics education, mathematics tends to be seen as a mere tool to describe and operate physical quantities, preventing students from understanding the structural role of the mathematical formalism for the development of physical theories. Thus, it is essential to devote a systematic research effort to investigate how to enable students to reason mathematically about the physical world. Despite the existence of several studies that identify the main difficulties faced by students to understand the meaning of physics equations and to use mathematics to solve physics problems, this topic has not been sufficiently investigated from the perspective of instruction. Aiming at contributing to this effort, this work conducts a case study in relativity and electromagnetism lectures, which were taught by an experienced and distinguished professor. The analysis of these lectures with the software videograph, along with historical and epistemological studies, led us to proposing a theoretical framework with eight categories, which is intended to describe and evaluate teaching approaches regarding the emphasis on the multiple aspects of the relationship between physics and mathematics. This framework is used in the analysis of 19 teaching episodes extracted from the recordings of the electromagnetism course given by the case study professor. His approach focused on constructing mathematical representations of physical concepts, physically interpreting mathematical expressions, encouraging metacognition, among others. This allowed us to identify several criteria related to the didactical quality of the lectures analyzed. These criteria are later justified by the professor in semi-structured interviews. The use of this analytical tool to conduct comparative studies between different lecturers/teachers, to evaluate different conceptions about the role of mathematics in physics textbooks and as a didactic resource for teacher education, are some of the future perspectives of this research.

A física é uma ciência altamente matematizada, tendo seus conceitos e métodos profundamente influenciados pelo pensamento matemático. Apesar disso, em contextos de ensino, o papel da matemática na física tende a se resumir ao de uma ferramenta para a descrição e operacionalização de grandezas, fazendo com que os estudantes não percebam o caráter estruturante do formalismo matemático para a constituição teórica da física. Assim, é fundamental dedicar um esforço sistemático de pesquisa para investigar estratégias que visem a apropriação dessa maneira matemática de conceber o mundo físico pelos estudantes. Apesar da existência de um número razoável de pesquisas que identificam as principais dificuldades enfrentadas pelos estudantes para a compreensão do significado de equações e utilização da matemática para a resolução de problemas de física, esse tema tem sido pouco investigado sob a ótica do ensino. Dessa forma, este trabalho objetiva contribuir para tal esforço por meio da realização de um estudo de caso em aulas de relatividade e eletromagnetismo, ministradas por um professor experiente e diferenciado em nível superior. A análise das aulas com auxílio do software videograph, juntamente com estudos históricos e epistemológicos, nos conduz à proposição de uma ferramenta teórica composta por oito categorias de análise, a qual se destina a descrever e avaliar abordagens didáticas em relação à ênfase em múltiplos aspectos da imbricada inter-relação entre física e matemática em contextos de ensino. Essa ferramenta é utilizada na análise de 19 episódios de ensino extraídos da gravação do curso de eletromagnetismo ministrado pelo professor do estudo de caso. Sua abordagem focada na estruturação matemática de conceitos físicos, na interpretação física de expressões matemáticas, no incentivo constante à metacognição, entre outros aspectos, nos permite apontar critérios associados à qualidade didática das aulas analisadas, os quais são posteriormente justificados pelo próprio professor em entrevistas semiestruturadas. Dentre as perspectivas deste trabalho, estão a possibilidade de utilizar a ferramenta de análise para realizar estudos comparativos entre aulas ministradas por diferentes professores sobre o mesmo tema, avaliar concepções diversas sobre o papel da matemática presentes em materiais didáticos, bem como a utilização de tais análises como recurso didático-pedagógico para a formação de professores de física e matemática. / Physics is a highly mathematized science, so that its concepts and methods are profoundly influenced by the mathematical thinking. Nevertheless, in the context of physics education, mathematics tends to be seen as a mere tool to describe and operate physical quantities, preventing students from understanding the structural role of the mathematical formalism for the development of physical theories. Thus, it is essential to devote a systematic research effort to investigate how to enable students to reason mathematically about the physical world. Despite the existence of several studies that identify the main difficulties faced by students to understand the meaning of physics equations and to use mathematics to solve physics problems, this topic has not been sufficiently investigated from the perspective of instruction. Aiming at contributing to this effort, this work conducts a case study in relativity and electromagnetism lectures, which were taught by an experienced and distinguished professor. The analysis of these lectures with the software videograph, along with historical and epistemological studies, led us to proposing a theoretical framework with eight categories, which is intended to describe and evaluate teaching approaches regarding the emphasis on the multiple aspects of the relationship between physics and mathematics. This framework is used in the analysis of 19 teaching episodes extracted from the recordings of the electromagnetism course given by the case study professor. His approach focused on constructing mathematical representations of physical concepts, physically interpreting mathematical expressions, encouraging metacognition, among others. This allowed us to identify several criteria related to the didactical quality of the lectures analyzed. These criteria are later justified by the professor in semi-structured interviews. The use of this analytical tool to conduct comparative studies between different lecturers/teachers, to evaluate different conceptions about the role of mathematics in physics textbooks and as a didactic resource for teacher education, are some of the future perspectives of this research.