Um estudo sobre as contribuições de atividades de laboratório com enfoque no processo de modelagem científica no domínio de universitários sobre conceitos de ótica e sobre o trabalho experimental

Abstract

Avaliamos as contribuições do uso da metodologia de ensino “Episódios de Modelagem” (EM) para que estudantes de graduação em Física ampliem seus domínios sobre o campo conceitual da Modelagem Didático-Científica (MDC+), em particular sobre o trabalho experimental e sobre os conceitos de modelo científico, controle de variáveis e evidência experimental. Explorando essa metodologia em aulas de laboratório sobre, por exemplo, atenuação da luz e polarização, avaliamos também a sua contribuição para que os participantes ampliem seus domínios do campo conceitual da ótica. Adotando a perspectiva da MDC+, desenvolvemos quatro EM, cada um com enfoque em um conceito específico da MDC+. Por meio de um estudo de caso explanatório, tendo uma turma de uma disciplina de física experimental da Universidade Federal do Rio Grande do Sul como caso, respondemos às seguintes questões: (i) Como os EM contribuem para que os estudantes ampliem seus domínios do campo conceitual da Ótica, favorecendo a amenização de dificuldades típicas dos estudantes na aprendizagem de conceitos físicos da Ótica?; e (ii) Como os EM contribuem para que os estudantes ampliem seus domínios do campo conceitual da MDC+, favorecendo particularmente a atribuição de sentido e significado aos conceitos de modelo científico, controle de variáveis e evidência experimental? Como resultado, concluímos que os EM auxiliaram os estudantes a expandirem seus domínios do campo conceitual da modelagem científica e a mitigarem, ainda que parcialmente, dificuldades comuns da Ótica.

We evaluated the contributions of the teaching methodology named "Modelling Episodes" (EM), so that undergraduate physics students can enhance their understanding of the conceptual field of Didactic-Scientific Modeling (MDC +), in particular when it comes to experimental work and concepts of scientific model, variable control and experimental evidence. By exploring this methodology in laboratory classes e.g., on attenuation of light and polarization, we also assess its contribution for participants to broaden their conceptual understanding of optics. Adopting the perspective of MDC+, we developed four EM, each one focusing on a specific concept of the MDC+. Through an explanatory case study of an experimental physics class at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), we answered the following questions: (i) how does the EM contribute to students’ better conceptual understanding of optics, favoring the easing of student’s typical difficulties in learning physical concepts of optics? (ii) how does it contribute to students’ better conceptual understanding of MDC+, in particular as an enhancing method for attribution of sense and meaning to the concepts of scientific model, control of variables and experimental evidence? As a result of this study, we conclude that EM helped students develop a better understanding of scientific modeling and mitigate, although partially, common difficulties in the learning of optics.