Neste trabalho descrevemos a concepção e o desenvolvimento de uma página na Internet sobre o tema da supercondutividade, bem como o uso e avaliação da página como instrumento de ensino em uma turma de terceiro ano do Ensino Médio do Colégio Frederico Jorge Logemann em Horizontina/RS. Para esse desenvolvimento, foram necessários alguns recursos de hipermídia e a página representa o produto educacional da dissertação. A implementação do tema deu-se à luz de epistemologias contemporâneas que problematizam visões ingênuas sobre a natureza da ciência. Para tanto, destacam-se as epistemologias de Popper (1993), Kuhn (1978), Lakatos (1989) e Laudan (1977) devido à sua relevância no ensino de física, com ênfase na principal convergência existente entre essas visões de ciência: a oposição ao empirismo-indutivismo. Como referencial teórico psicológico, utilizamos a psicologia sócio-histórica de Vygotsky para uma maior compreensão do processo ensino-aprendizagem envolvido no presente projeto. Avaliamos a implementação do projeto a partir de instrumentos que tornaram evidentes a aprendizagem significativa dos alunos sobre o tema. A metodologia utilizada durante as aulas, em que o assunto foi abordado, foi basicamente pautada na utilização da página desenvolvida para essa finalidade, bem como na realização de atividades experimentais, por parte dos alunos, para que pudessem visualizar a parte prática envolvida na montagem do experimento e os resultados encontrados. A partir das animações disponíveis no material didático, a idéia foi promover compreensão do fenômeno e suas conseqüências. A página elaborada e fundamentada em epistemologias contemporâneas mostrou-se um material didático capaz de envolver o estudante em discussões relevantes sobre as propriedades dos materiais supercondutores, suas aplicações, bem como sobre o aspecto epistemológico abordado, percebidos através das opiniões emitidas pelos alunos durante as aulas, pelo interesse demonstrado no decorrer do processo e pelo seu desempenho em testes de conhecimento. / In this work we describe the conception and development of a webpage about superconductivity, as well as its implementation in a third high school grade of Frederico Jorge Logemann school., in Horizontina/RS. In order to make this development were needed some hypermedia resources and the webpage represents the educational product of this dissertation. The implementation of the theme is the result of contemporary epistemologies that question naive views about the nature of science. Thus, we consider the epistemologies of Popper (1993), Kuhn (1978), Lakatos (1978) and Laudan (1977) because of their relevance in Physics teachings, emphasizing the principal convergence that exists among these theories: the opposition to the empiricism-inductive theory. As a theoretical psychological framework, we used the social-historical psychology of Vygotsky to a better comprehension of the learning-teaching process involved in this work. We have evaluated the implementation of the project from instruments that make evident the students’ meaningful learning about the theme. The metodology used during the classes, which approached the subject, was based, basically, on the utilization of the webpage developed to this end, as well as on the achievement of experimental activities, by the students, in order to see the practical part involved in the experiment assembling and the results that were found in it. From the animations that were available in the didactic materials, the idea was to promote the comprehension of the phenomenon and its consequences. The webpage that was made and based on the contemporary epistemologies appeared unveiled a didactic material that is able to involve the student in relevant discussions about the properties of the superconductor materials, their applications, as well as about the epistemological aspect that was approached, all this data was realized throw the students’ oppinion during the classes, by their interest showed during the process and by their performance in knowledge tests.

Submitted by Evy Augusto Salcedo Torres null (evy.salcedo.torres@ufsc.br) on 2017-08-14T13:36:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Alexandre_De_Matos (A4)(1).pdf: 2824358 bytes, checksum: 27704a4f118fa3d9e85224fd14944ffe (MD5) Produto_Alexandre_De_Matos (A4)(1).pdf: 2122380 bytes, checksum: 75ca24fccac4075ca602f606fce09902 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-14T13:36:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Alexandre_De_Matos (A4)(1).pdf: 2824358 bytes, checksum: 27704a4f118fa3d9e85224fd14944ffe (MD5) Produto_Alexandre_De_Matos (A4)(1).pdf: 2122380 bytes, checksum: 75ca24fccac4075ca602f606fce09902 (MD5) Previous issue date: 2017-03-24 / CAPES / Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal de Santa Catarina – Campus Araranguá no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física. A proposta dessa dissertação é o desenvolvimento de um produto educacional, onde utilizamos variantes do jogo de xadrez como ferramenta para o ensino de conceitos físicos através de analogias com o jogo. Para isso foram criados três variantes jogo de xadrez: “xadrez gravidade”, “xadrez conservação de energia” e “xadrez entropia”. O produto é constituído de um manual descritivo do funcionamento de cada jogo, acompanhado de um recurso para aplicativos de smartphones denominado Realidade Aumentada que possibilita o professor visualizar o material através de animações 3D, permitindo-lhe maior autonomia na exploração do produto. Acompanham o produto, sugestões de atividades e textos de apoio sobre cada conteúdo abordado. O produto educacional foi aplicado para alunos no ensino médio de forma direta pelo autor, e de forma indireta através de professores treinados a partir de um curso preparatório. A avaliação da pesquisa sobre o crescimento conceitual dos alunos em relação aos fenômenos físicos e seu ânimo em aprendê-los foram feitos de forma qualitativamente. O método utilizado para avaliação do produto foi feito através questionários com os alunos, e entrevistas com professores. Esse trabalho apresenta também uma participação na forma de workshop no SLAT Jogos 2016 realizado na UFSC – Campus Araranguá onde o produto foi apresentado na forma de um seminário para um grupo de inscritos.

Resumo não disponível

É feita inicialmente uma abordagem de problemas decorrentes do constante aumento da população discente nas disciplinas de Física Geral, visando evidenciar a inadequação do ensino expositivo tradicional ao ensino de um grande número de alunos e destacar a necessidade da adoção de um ensino organizado. Posteriormente, fundamenta-se teoricamente o que se entende por ensino organizado e relata-se uma experiência realizada no Instituto de Física da UFRGS com estudantes de ciência e engenharia. Finalmente, é proposto um modelo de organização do ensino da Física no ciclo básico da Universidade. / Initially some problems are discussed, which originate from the inerease of the student population in General Physics Course, with the objective of making clear the inadequacy of the usual metohd os teaching and emphasize the need os an organized teaching. Subsequently we explain theoretically what is meant by organized teaching and we describe an experiment carried out at the Institute de Física da Universidade federal do Rio Grande do Sul with sophomore students os science and engineering. Finally, a model of organization of Physics Course is proposed.

Este trabalho tem como objetivo contribuir para a atualização curricular de Física no ensino médio, a partir da introdução de dois tópicos contemporâneos - partículas elementares e supercondutividade - em três escolas de Porto Alegre. Para tanto foram planejadas, organizadas e implementadas uma série de reformulações na disciplina ''Prática de Ensino de Física" do último semestre do curso de Licenciatura em Física da UFRGS. Para investigar que tópicos deveriam ser incluídos nos currículos das escolas brasileiras, foi utilizada uma técnica de consulta, chamada técnica Delphi. Físicos, pesquisadores em ensino de Física e professores de Física de nível médio foram consultados. O passo posterior foi a preparação de textos e materiais para cada tópico (transparências, diapositivos, pastilha supercondutora preparada em laboratório para fins de demonstração da levitação magnética, pôster sobre partículas elementares e interações fundamentais) . Os doze alunos matriculados na disciplina foram organizados em duas turmas, sendo que cada turma trabalhou com um tópico. Ao longo de um mês, a professora da disciplina de ''Prática" ministrou aulas expositivas sobre cada tópico, baseadas nos textos elaborados precisamente para este fim . No mês seguinte, foram preparadas as aulas do período de regência (em torno de dez períodos de 50 minutos) e elaborado, entre outros recursos, um texto para os alunos de nível médio sobre cada tópico. Na metade do terceiro mês, iniciouse o período de regência, o qual durou, em média, três semanas para cada estagiário. As aulas ministradas pelos estagiários foram avaliadas a partir de um questionário inicial contendo perguntas abertas sobre cada tópico e, ao final, os alunos responderam novamente a perguntas abertas e também a um teste de escolha múltipla. Os resultados obtidos com a introdução dos dois tópicos na perspectiva dos alunos de ensino médio (através da aplicação de questionários e observação das aulas) e dos futuros professores (através da observação das regências, entrevistas, relatórios finais) mostraram que é viável ensinar Física Contemporânea no ensino médio, mas, para tanto, é preciso formar professores críticos em relação ao currículo de Física e com ferramentas que possibilitem o enfrentamento da questão da atualização curricular. / The objective of this study is to contribute towards the updating of the physics curriculum at the secondary school level through the introduction of two contemporary topics- elementary particles and superconductivity - in three high schools ofPorto Alegre. In order to do this, a series of changes in the structure of the subject "Physics Teaching Practice", of the last semester of the "Licenciatura" in physics of UFRGS, were designed, organized and implemented. In addition, in order to investigate which contemporary physics topics might be included in the physics curriculum of Brazilian high schools, a consensus technique called the Delphi technique was used involving physicists, researchers in physics education, and high school physics teachers. The next step was the preparation o f texts and additional instructional materiais for each topic ( overhead transparencies, slides, a superconducting tablet prepared in the laboratory in order to demonstrate the magnetic levitation, and a poster on elementary particles and fundamental interactions). The group of twelve students enrolled in the subject was divided into two groups in such a way that each subgroup dealt with just one topic. During one month the teacher of the ''Practice" subject gave lectures on each topic based on the texts specially prepared for such a purpose. In the next month the high school classes were prepared (about ten 50 minutes periods ), as well as the corresponding student text, for each to pie. The actual teaching practice started in the rniddle o f the third month and lasted about three weeks for each student-teacher. Their classes were evaluated through initial and "end-of-course" questionnaires containing both open-ended and multiple-choice items. Findings of this experiment o f introducing contemporary physics topics in high school through teachers-tobe and adequate instructional materiais suggest that it is possible to teach this kind of topics at that level. However, in order to do this it is necessary to prepare teachers that are critics of the existing curriculum and to instrumentalize them with appropriate tools to face the issue of curriculum updating.

O presente trabalho apresenta um modelo alternativo para analisar a dinâmica das concepções no ensino de ciências, baseado na noção de “distribuição conceitual”. O objetivo central desse estudo é reconsiderar o problema da mudança conceitual a partir de uma perspectiva sociocultural. De acordo com o nosso modelo de distribuição conceitual, as concepções em ciências, tanto as alternativas como as científicas, são vistas como sendo “distribuídas” entre agentes e os recursos textuais que eles empregam; especialmente recursos textuais na forma de explicação – escrita ou falada. A partir dessa perspectiva, as concepções são distribuídas: (1) socialmente, na interação em pequenos grupos; (2) instrumentalmente, no sentido de que envolvem tanto pessoas (agindo individual ou coletivamente) como instrumentos de conhecimento tais como mapas, simulações computacionais ou explicações. Esse modelo difere das teorias clássicas e re-enquadradas de mudança conceitual ao sugerir que diferentes grupos podem gerar diferentes representações da realidade física, mesmo na comunidade científica. A partir dessa perspectiva, as concepções em ciências são vistas como um processo ativo que frequentemente envolve disputa e contestação entre pessoas, mais do que como um corpo estruturado de conhecimento que elas possuem. As afirmações básicas desse modelo são ilustradas a partir de exemplos da física quântica. A física quântica é um caso exemplar de arena científica onde ocorrem disputas e contestação sobre a realidade física. Os debates sobre os fundamentos dessa teoria sofreram mudanças fundamentais durante a transição do período de “monocracia da escola de Copenhague” (Jammer, 1974, p. 250) para o período atual, em que comunidade de físicos reconhece e legitima a existência de uma controvérsia científica acerca da interpretação da mecânica quântica (Freire, 2003). Inicialmente, esboçamos uma síntese da história sociocultural de contestação na física quântica. A seguir, são discutidos alguns exemplos referentes à produção e ao consumo das explicações oficiais da física quântica no contexto da formação inicial de professores de Física. Implicações para a pesquisa em ensino de física quântica são delineadas ao final. / In this doctoral dissertation, a particular model to analyze the dynamic of conceptions in sciences teaching, based on the notion of “conceptual distribution”, is outlined. The general goal of this study is to reconsider the problem of conceptual change from a sociocultural perspective. According to our model of conceptual distribution, both naïve and scientific conceptions are viewed as being “distributed” between agents and the textual resources they employ, especially textual resources in the form of explanation – written or spoken. From this perspective, conceptions are distributed: (1) socially, in small group interaction; and (3) instrumentally in the sense that it involve both people (acting individually or collectively) and instruments of knowledge such as maps, computer simulations or explanations. This model differs from classical e reframed approaches to conceptual change in suggesting that different groups have quite different accounts of physical reality, even within science community. From this perspective, conceptions are viewed as an active process that often involves contention and contestation among people rather than a structured body of knowledge they possess. The basic claims of this model are illustrated with examples of quantum mechanics. This theory is an exemplary case of scientific arena in which dispute and contestation about physical reality take place. Discussions about the foundations of quantum mechanics have undergone fundamental changes during the transition from the period of “monocracy of the Copenhagen School” (Jammer, 1974, p. 250) to the present time, identified as the physics community recognizing and legitimating the existence of a scientific controversy about the interpretation of quantum mechanics (Freire, 2003). First, we present a synthesis of the sociocultural history of contestation in quantum mechanics. Then, discuss some examples concerning the production and the consumption of official explanations of quantum physics in the training of pre-service physics teachers. Implications for research on the teaching of quantum physics are outlined.

O objetivo deste trabalho foi investigar as dificuldades encontradas pelos alunos na aprendizagem de circuitos elétricos em regime de corrente alternada (CA). Especificamente investigamos: i) dificuldades de aprendizagem em relação aos conceitos de reatância e impedância presentes em circuitos RLC de CA; ii) a contribuição da visualização da diferença de fase entre a tensão no capacitor/indutor e a tensão da fonte de CA na compreensão dos processos físicos envolvidos nesses elementos do circuitos e iii) a contribuição da análise da tensão nos elementos presentes em circuitos elétricos (resistivos, RC, RL e RLC) em tempo real através da placa Arduino para o entendimento do comportamento desses em regime de corrente contínua e alternada. Para tanto foi desenvolvido, amparado na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, um material didático constituído por: i) um aparato experimental que, por meio de uma placa Arduino conectada a um computador, fornece gráficos em tempo real do comportamento da tensão em função do tempo nos diferentes tipos de circuitos trabalhados; ii) questionários online, para a determinação do conhecimento prévio dos alunos, cujas respostas serviram para o professor orientar a sua exposição em aula, à semelhança do que ocorre na estratégia de “Ensino sob Medida” (EsM) e iii) e guias de atividades para que os alunos, trabalhando em aula em pequenos grupos com a metodologia “Predizer, Interagir e Explicar” (P.I.E.), explorassem os circuitos elétricos que construíam com a placa Arduino. O equipamento experimental foi utilizado pelo professor em pequenas demonstrações e, especialmente, pelos alunos em todas as atividades realizadas em pequenos grupos, na etapa Interagir do P.I.E. Foram realizados dois estudos: o primeiro, do tipo piloto e duração de 9h, com alunos do curso de licenciatura em Física da UNIPAMPA teve o objetivo de testar e melhor material didático desenvolvido; já o segundo, um estudo de caso exploratório com alunos da Física (Bacharelado e Licenciatura) da UFRGS matriculados na disciplina de Eletrônica básica, com duração de 6 horas, teve o objetivo de responder às questões propostas na pesquisa. Em ambos os estudos todos os alunos já haviam cursado a disciplina de Física III, Eletromagnetismo, tendo os conhecimentos básicos necessários para a aprendizagem dos conceitos de impedância e reatância. Os resultados da nossa análise qualitativa mostram que os estudantes eram capazes de argumentar sobre a diferença de fase entre a tensão nos elementos constituintes do circuito RLC de CA, inclusive dois meses após o término das atividades. De modo geral, para os aprendizes o capacitor/indutor não é um agente capaz de restringir a corrente elétrica em um circuito de CA, assim como ignoram a contribuição do resistor para a impedância. Os resultados apontam que a visualização da diferença de fase entre a tensão no capacitor/indutor seja um agente facilitador da aprendizagem dos processos físicos envolvidos nesses elementos, bem como auxiliam no entendimento e argumentação sobre a fase existente entre os componentes do circuito RLC de CA. A principal contribuição da análise através da placa Arduino foi seu rápido feedback e fácil manuseio, que aliado à metodologia adotada auxiliaram no entendimento das questões propostas aos alunos. Entretanto, salientamos que os resultados são preliminares e que mais esforços deverão ser envidados para subsidiar as conclusões da presente pesquisa. / The purpose of this study is to investigate the difficulties related to the learning of basic concepts of alternating current circuits. In particular, we investigated: i) learning difficulties associated with the concepts of reactance and impedance in RLC circuits (AC); ii) the contribution of real-time graphical visualization of phase’s difference between the voltage on the capacitor/inductor and on the AC source to understand the physical processes involved in the electric elements the circuits and iii) the contribution of a real-time voltage analysis using an Arduino board to compare the behavior of electrical elements in a circuit whether with direct or alternating current source. To answer our research questions a didactical material was developed based on Ausubel's Meaningful Learning Theory and it consists of: i) an experimental setup (Arduino board connected to a computer); ii) online questionnaires to detect the student’s misconceptions and iii) student’s activity guides using the "Predict, Interact and Explain" methodology to explore electrical circuits mounted on a protoboard. The experimental equipment was used by the teacher in short demonstrations, and by the students while developing experimental activities in small groups. A pilot study was conducted with undergraduate Physics students to test and improve the developed instructional material. This study was conducted at the Federal University of Pampa (UNIPAMPA-Brazil) and lasted 9 hours. Then an exploratory case study to answer the research questions was conducted with undergraduate physics majors at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS-Brazil) enrolled in a basic electronics course. This study lasted 6 hours. In both studies, all students had the basic knowledge needed for learning the concepts of impedance and reactance. The qualitative results show that students were able to argue on the phase difference between the voltages on the elements of the AC RLC circuit, even two months after the end of the activities. In general, the apprentices considered that the capacitor/inductor does not restrict the electric current in an AC circuit, as well as ignore the resistor's contribution to the impedance. The results suggest that the real-time graphical visualization of the voltage on the capacitor/inductor helps the students to understand the physical processes involved in these elements and, specifically, to understand the phase’s difference between the components of the AC RLC circuit. The main contribution of the Arduino board is related to its quick feedback and easy handling. This, combined with the didactical methodology we used, helped to foster students’ understanding. However, our results are preliminary and more efforts should be made to support the conclusions of this research.

Nas últimas décadas diversos produtos oriundos do desenvolvimento científico têm se tornado cada vez mais presentes na vida das pessoas e em razão disso os estudantes, atualmente, têm seu acesso à informação facilitado. No entanto, o contexto escolar é visivelmente menos afetado que o restante da sociedade pelos recentes avanços tecnológicos. O modelo de escola atual brasileiro em pouco difere do modelo de escola de décadas atrás. Por outro lado, não é difícil perceber que a instituição que poderíamos nomear educação básica, de modo geral, assume um papel importante nesta mesma sociedade em relação à qual se vê descontextualizada. Neste trabalho foi investigado como o conhecimento sobre Astronomia se estabelece dentro da sociedade, supondo que diferentes grupos sociais apresentariam diferentes representações de conhecimentos relacionados tanto com Astronomia quanto com qualquer outro assunto científico. A teoria das Representações Sociais é tomada como marco teórico para uma investigação acerca desta temática, procurando estabelecer como o conhecimento de Astronomia é influenciado pelo contexto social dos indivíduos. Uma Representação Social é construída essencialmente por influência do meio social em que os sujeitos se encontram inseridos, na tentativa de transformar algo desconhecido em familiar e, nesse sentido, destaca-se o papel da mídia na abordagem de conceitos emprestados da Ciência, exercendo pressão para que os indivíduos cristalizem representações sobre tais conceitos. As representações sociais de um determinado assunto podem não ser consonantes com os conhecimentos cientificamente aceitos, pertencendo apenas ao universo consensual. Nesse sentido, foi conduzido um estudo piloto sobre Representações Sociais em um grupo de estudantes do 6º ano do Ensino Fundamental do interior de um município da região metropolitana de uma capital brasileira, utilizando-se a técnica dos mapas mentais. Adicionalmente foi desenvolvida e aplicada com os estudantes, que tinham entre 11 e 12 anos, uma estratégia didática com duração de 8 horas-aula que se apropriou de pressupostos da teoria da Aprendizagem Significativa e que tencionava permitir a aproximação das possíveis representações sociais em Astronomia apresentadas pelos estudantes daquelas aceitas pela comunidade científica e, acima de tudo, formalizando um contato científico com a Astronomia. Verificou-se que apesar de pertencerem a um grupo social relativamente bem delimitado, os estudantes apresentam poucas regularidades no que diz respeito às relações que estabelecem entre conceitos da Astronomia e outros termos. Somada à tentativa de identificação das Representações Sociais e à atividade intervencionista foram conduzidos testes de evocação de palavras com os pais dos estudantes tencionando estudar a relação entre as ideias evidenciadas pelos estudantes e seu convívio social. Outros dois estudos foram conduzidos em igualdade de condições, envolvendo estudantes de Ensino Médio, elaboração de mapas mentais, uma sequência de 14 hora-aula de Astronomia e testes de evocação de palavras. Também aplicou-se testes de evocação de palavras com os pais dos estudantes e o resultado foi coerente com o que se observou no estudo piloto. Os estudantes apresentam noções de Astronomia rasas, porém compatíveis com o conhecimento propagado pela própria educação formal. Não houve relação explícita entre Astronomia e pseudociência ou, catastrofismos. Embora rasas, as noções iniciais dos estudantes demonstraram amadurecimento após a sequência de aulas. Os testes de evocação de palavras foram determinantes em demonstrar que há regularidade entre os grupos de estudantes abordados no primeiro e no segundo estudos. Percebeu-se que a identificação destas Representações Sociais é complexa e ainda que é difícil 7 estabelecer em que medida os conhecimentos evidenciados refletem a influência da socialização ou da formação científica pobre. Assim, a identificação de Representações Sociais constitui uma temática promissora na pesquisa em ensino de Ciências pela sua relação direta com obstáculos representacionais que possam prejudicar a aprendizagem científica de conceitos e, especialmente, pela escassez de trabalhos na área. / In the last few decades the products coming from scientific development had become continually more present in people daily lives and because of that the students, nowadays, have their access to information eased. However, the educational context is visibly less affected than the rest of the society by the recent technological advancements. The actual Brazilian school model is barely different of how it was decades ago. On the other hand, it’s not hard to perceive that the institution called basic education, commonly, takes an important place in this very same society, in relation to which is seen out of context. This work approaches an investigation about how the knowledge in Astronomy establishes within the society, supposing that social groups would have distinct representations of Astronomy as of any other scientific subject. The theory of social representations is the theoretical framework in the theme for a study of how Astronomy concepts are affected by the individuals social context. A Social Representation is built essentially by influence of the social environment in which the subjects are situated, trying to translate unknown things into familiar ones and, in this sense, it’s emphasized the role of media on addressing concepts borrowed from science and simultaneously exerting pressure to individuals set up representations of those concepts. Occurs that social representations on a certain subject may not be consonant with scientific knowledge, belonging exclusively to the consensual universe. In this sense, it was conducted a mapping regarding social representations of a 6th grade student group (middle school) in a countryside school of a city located in the metropolitan area of a principal city in Brazil , using the mind maps technique. Additionally, we developed and applied a didactical strategy which appropriated the meaningful learning assumptions with the students, whose we’re all 11and 12 years old, trying to provide an approximation between the representations students had shown and that scientifically accepted and, above all, formalizing a scientific contact among children and Astronomy. It was verified that although the students were inserted in a relatively well delimited social group they present few regularities in what concerns the relationship among Astronomy concepts and other terms. Added to the try on identifying students social representations and to the classroom activity, it was conducted an investigation with the students’ parents using word evocation tests in a way for understand relations between what students had shown in the mental maps and their social acquaintanceship. Two other studies were conducted on equal terms, involving high school students, mental mapping, a 14-hour sequence of Astronomy classes, and word recall tests. Word recall tests were also applied to the students' parents and the result was consistent with what was observed in the pilot study. The students present shallow Astronomy notions, but compatible with the knowledge propagated by the formal education itself. There is no explicit relation between Astronomy and pseudoscience or, catastrophisms. Although shallow, the initial notions of the students demonstrated maturity after the sequence of classes. The word evocation tests were determinant in demonstrating that there is regularity among the groups of students addressed in the first and second studies. It was noticed that to identify a social representation is a difficult task, specifically to ascertain in which way the information expressed by the students reflects influence of the social context or, more probably, a poor scientific background. Therefore, identifying social representations consists in a promising theme on the science learning research area, especially because of its direct connection with representational obstacles which can hinder the scientific learning of concepts an, particularly, by the scarcity of works in the area.

É consensual no campo da Educação que métodos tradicionais de ensino apresentam baixa eficiência no que se refere à aprendizagem dos alunos. Tais métodos são predominantemente baseados em aulas expositivas monológicas, com conteúdos expressos tais e quais nos livros didáticos, sendo a interação entre professor e alunos, e destes entre si, pouco explorada no processo de ensino-aprendizagem. Por outro lado, teorias construtivistas pregam que o ser humano organiza e constrói seu conhecimento a partir de interações tanto com outros seres humanos, quanto com o meio em que está inserido. Métodos de ensino que se utilizam de estratégias de engajamento cognitivo, como o Peer Instruction (Instrução pelos Colegas - IpC), têm como foco promover e qualificar tais interações em contexto de sala de aula, visando ir além da mera transmissão de informações, lugar comum nas aulas tradicionais. O presente trabalho tem como objetivo geral a investigação do IpC como estratégia didática, no contexto de uma universidade pública brasileira. Mais especificamente, foram investigados os ganhos de aprendizagem por parte de alunos, suas opiniões em relação ao método de ensino e a eficácia das discussões entre eles, em comparação com explanações por parte do professor no entendimento dos conteúdos. Foram realizados três estudos de caso exploratórios em duas turmas de graduandos do curso de Física, com 15 e 16 alunos respectivamente, e com duas turmas de graduandos da Engenharia com 17 alunos cada. Nesses estudos, a coleta de dados empíricos foi feita por meio de: testes padronizados (BEMA - Brief Electricity & Magnetism Assessment, Teste sobre Corrente Elétrica em Circuitos Simples e Avaliação sobre conhecimentos relacionados à Lei de Faraday-Lenz); entrevistas semiestruturadas referentes à metodologia utilizada e questões conceituais aplicadas durante as aulas. Também buscou-se estabelecer bases teóricas para as estratégias didáticas propostas pelo IpC, ao propor relações entre o método e o modelo de Ensino-Aprendizagem de Gowin. Os resultados obtidos mostraram que o desempenho dos alunos foi comparável com aqueles presentes na literatura. Quanto às atitudes, observou-se que, em sua maior parte, foram positivas quanto ao uso do IpC como estratégia didática. Por fim, obteve-se como resultado que as discussões entre alunos são mais significativas para o aprendizado dos estudantes, do que explicações detalhadas de aspectos do conteúdo por parte do professor. Tais resultados apontam o IpC como uma metodologia de ensino muito próspera, tanto em termos de desempenho dos alunos, quanto como estratégia potencialmente motivadora para a promoção da aprendizagem significativa. / It is well known that traditional teaching methods are inefficient. Such methods are characterized by lectures, with little or none dialogue with the students, focused on transmission of information. However, constructivist theories advocate that human beings organize and build their knowledge interacting with each other. Teaching methods that use cognitive engagement strategies, such as Peer Instruction (PI), are focused on to promote and qualify such interactions in classroom going beyond the lecture model. This work had as main goal the investigation of the PI as a teaching strategy in the context of a Brazilian public university. More specifically, it were investigated: the learning gains by students, their attitudes regarding the teaching method and the effectiveness of the peer discussions, compared to explanations by the teacher, to foster conceptual understanding. Three exploratory case studies were carried on with four groups: two of undergraduate physics majors and two of undergraduate engineering students. In these studies, data were collected through: a) tests (BEMA - Brief Electricity & Magnetism Assessment; a test about electric current in simple circuit; and a test about applications of Faraday-Lenz Law);b)semi-structured interviews; and c) answers to Conceptests. The theoretical framework was based on Gowin’s model of teaching and learning. The results showed students’ performance was similar to those found in the international literature for interactive engagement methods. Regarding attitudes, most students were very positive about the use of PI. Finally, our preliminary results point out that peer discussions are more significant for student’s learning than just detailed explanations of the content by the teacher.

Nesse trabalho apresenta-se um conjunto de cinco atividades sobre ondas mecânicas, integrando experiências reais e virtuais. Associações entre a epistemologia de Laudan e o processo de aprendizagem inspiraram a concepção do material instrucional. Cada atividade começa com uma questão central interessante para os alunos, contextualizada de modo que eles consigam entendê-la, embora não sejam capazes de respondê-la apenas com seus conhecimentos prévios. Os estudantes são orientados por guias impressos que contêm questões mais simples, que os ajudam a melhorar seus modelos conceituais na direção dos modelos científicos, dando-lhes melhores condições para resolver a questão central. A ideia é promover uma mudança conceitual progressiva. As atividades foram planejadas para se opor ao empirismo-indutivismo, que conduz à falsa ideia de que as leis e as teorias científicas são provadas de forma definitiva através da observação e experimentação, resultando em conhecimento imutável e definitivo. O referencial teórico é a teoria sócio-interaccionista de Vygostky, especialmente no que diz respeito à interação em sala de aula, onde a maior parte das atividades é realizada em pequenos grupos e depois discutida no grande grupo, incluindo o professor. O material instrucional desenvolvido foi aplicado a uma turma do terceiro ano de uma escola pública brasileira de ensino médio (Escola de Ensino Médio Antônio Knabben, SC) no primeiro semestre de 2007. Essa experiência didática é relatada em detalhes nesse trabalho, sendo mostrado que houve uma melhoria estatisticamente significativa no desempenho dos alunos do grupo experimental em comparação com o desempenho do grupo de controle, cujas aulas foram as tradicionais. O produto educacional desse trabalho consiste em um conjunto de guias para os estudantes, que incluem respostas para os professores, e testes conceituais sobre ondas mecânicas. / A set of five activities about mechanical waves, integrating real and virtual experiments are presented. The instructional material design was based on associations between Laudan’s epistemology and the learning process. Each activity has as starting point an interesting central question for the students, contextualized in such a manner that they are able to understand it, although they are not able to answer it only with their previous knowledge. The students are oriented by printed guidelines that contain simple questions which help them to improve their conceptual models toward the scientific models, giving them better conditions to answer the central question. The idea is to foster a progressive conceptual change. The activities were designed to contrast with empiricism, that leads to the wrong idea that the scientific laws and theories are proved in a definitive manner through observation and experimentation, resulting in immutable and definitive knowledge. The theoretical basis is the socio-interacionist theory of Vygotsky, specially regarding the social interaction in class, where most of the activities are developed in small groups and afterwards discussed in the large group, including the teacher. The instructional material developed was applied to a group of students of a Brazilian public high school (Escola de Ensino Médio Antônio Knabben, SC) in the first semester of 2007. This didactical experiment is reported in detail in the present work and it is shown that there was a statistically significant improvement in the performance of the experimental group students when compared to the control group, submitted just to a conventional teaching method. The educational output of this work consists of a suite of guidelines for students, containing answers to teachers, and a conceptual test about mechanics waves.