A terceira lei de Newton e o seu papel no desenvolvimento da Gravitação Universal: proposta de uma sequência didática de física, orientada por uma abordagem histórica
Eider de Souza Silva (Área de Física e Sociedade – UFRB; PPGEFHC – UFBA/UEFS) Elder Sales Teixeira (DEPTO. DE FÍSICA – UEFS; PPGEFHC - UFBA/UEFS)
Resumo: Este trabalho possui o objetivo de apresentar o desenvolvimento de uma sequência didática de Física, orientada por uma abordagem histórica, sobre a terceira Lei de Newton, para o desenvolvimento da habilidade de argumentar e o entendimento conceitual sobre a interação mútua entre corpos. O interesse pelo desenvolvimento de uma sequência didática parte de uma inquietação que emergiu ao longo da pesquisa de mestrado (SILVA, 2014), que, entre outras questões, corroborou a existência de uma assimetria entre o número de argumentos teóricos sobre a utilização didática da História da Ciência e o número de trabalhos empíricos que efetivamente investigaram os reais benefícios dessa abordagem em salas de aula de Física. A metodologia adotada para a pesquisa consiste na realização de etapas compostas por reflexões e análises sistemáticas, capazes de garantir, ao final do processo, certo conhecimento e afirmações teóricas e práticas sobre a sequência didática. Dessa forma, pretendemos contribuir para a identificação dos reais benefícios da utilização da História da Ciência no ensino de Física.
INTRODUÇÃO
O ensino de ciências deve ultrapassar a compreensão dos conceitos científicos, ao proporcionar uma interpretação das ciências enquanto projeto histórico, em processo permanente de construção coletiva, apto a oportunizar o envolvimento dos sujeitos em situações argumentativas que possibilite, entre outras questões, o desenvolvimento da capacidade de analisar como esse conhecimento é socialmente construído (KUHN, 2010). Nesse contexto, defendemos a utilização didática da História da Ciência (HC) como uma abordagem capaz de criar um ambiente de reflexão eficiente para o desenvolvimento da capacidade de argumentar (TEIXEIRA, 2010a). Todo esse reconhecimento se dá num contexto ao qual a argumentação é definida como uma estratégia importante para a educação em ciências, voltada para a compreensão dos processos científicos e sociais de sua produção (DRIVER et al., 2000; OSBORNE et al., 2004).
Dito isso, almejamos com o trabalho em questão desenvolver uma sequência didática (SD) de Física, orientada por uma abordagem histórica, sobre a terceira Lei de Newton, para o
desenvolvimento da habilidade de argumentar e o entendimento conceitual sobre a interação mútua entre corpos1.
O desenvolvimento dessa SD, e a posterior aplicação e análise, contribui com a área de ensino de Física, ao produzir conhecimentos, de natureza teórica e prática, sobre o uso didático da HC em ambientes de ensino, que possam ser utilizadas por professores para o planejamento e aplicação de outras SD.
O modelo argumentativo definido para essa pesquisa é o Layout de argumentação de Toulmin (2006), que vem sendo utilizado como um instrumento eficiente para a construção e avaliação de argumentos no ensino de ciências, diante de sua qualidade em identificar os componentes que formam um argumento e como os mesmos se relacionam (DRIVER et al., 2000; OSBORNE et al., 2004; NASCIMENTO; VIEIRA, 2009; TEIXEIRA et al. 2010a).
Ressalta-se, com a definição do objetivo do trabalho, que as atividades que compõem uma SD devem conter uma estrutura que possibilite o reconhecimento de suas características investigativas. Assim, além de explicitar todos os detalhes da sequência, o desenvolvimento da pesquisa requer um diálogo com a teoria que viabilize sua implementação e avaliação (ZABALA, 1995).
ABORDAGEM HISTÓRICA E A ARGUMENTAÇÃO NO ENSINO DE CIÊNCIAS
Num contexto que reconhece a necessidade de formar sujeitos capazes de refletirem sobre os processos de construção das ciências, a utilização didática da HC tem sido defendida como uma abordagem capaz de criar um ambiente de reflexão eficiente para o desenvolvimento da capacidade de argumentar (TEIXEIRA, 2010a). Todo esse reconhecimento se dá num contexto ao qual a argumentação é definida como uma estratégia importante para a educação em ciências, voltada para a compreensão dos processos científicos e sociais de sua produção (DRIVER et al., 2000; OSBORNE et al., 2004).
De acordo com Teixeira et al. (2010b), empregar uma estratégia dialógica ao ensino de Física, a partir da utilização da HC, pode contribuir para a criação de um ambiente de reflexão eficiente para o desenvolvimento da capacidade argumentativa e, consequentemente, para a superação de
1 Diante do escopo deste artigo, o objetivo do trabalho é apenas apresentar a construção de uma SD. Entretanto, este
visões simplistas sobre a prática docente, definida, muitas vezes, como mera transmissão de conhecimentos.
A argumentação, ou a “arte de pensar corretamente” (NASCIMENTO; VIEIRA, 2009, p. 19), está presente nas distintas situações que fazem parte do cotidiano das pessoas. Entretanto, deve ser executada conforme regras (TOULMIN, 2006), a fim de proporcionar a capacidade de raciocinar e confrontar concepções científicas. Ademais, sujeitos são levados a ressignificar seus pensamentos ao expô-los e debatê-los em atividades de argumentação (TEIXEIRA et al., 2010a).
A relevância da argumentação para o ensino de ciências, de acordo com Kuhn (2010), pode ser caracterizada da seguinte forma: (i) aprender ciências seria aprender a argumentar cientificamente; (ii) na argumentação, identificamos como as pessoas pensam; (iii) capacidade de proporcionar uma melhor compreensão da ciência; (iv) levar as pessoas a compreenderem como a ciência é construída e debatida; (v) proporcionar uma formação mais ampla sobre ciência. Nascimento e Vieira (2009) destacam que a utilização de práticas argumentativas em ambientes de ensino de ciências possibilita o desenvolvimento de diferentes formas de pensar, bem como uma participação ativa do processo de ensino e aprendizagem por parte dos alunos, tornando-os produtores de conhecimento sobre as ciências.
Para a constituição de um ambiente pedagógico favorável ao desenvolvimento da habilidade de argumentar, a partir do uso didático da HC, opta-se por uma estratégia dialógica, em que serão abordadas questões e/ou situações presentes no desenvolvimento da terceira Lei de Newton e do seu papel no desenvolvimento da Gravitação Universal (GU). Influenciado pelos trabalhos de Christian Huygens (1629-1696) sobre o pêndulo, Isaac Newton (1643-1727) demonstrou que a Física que explica os movimentos dos corpos celestes se aplica aos movimentos dos corpos na superfície da Terra2, ou seja, a mesma força que explica o movimento de queda dos corpos na superfície da Terra se aplica aos movimentos celestes. Posteriormente, a partir de sua terceira lei e da GU, logrou a ideia de uma interação mútua entre o Sol e os planetas, interpretando “que os planetas são
2 Para uma descrição didática sobre a Proposição IV, do Livro III, dos “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, ao
qual Newton demonstra que os movimento dos corpos celestes e terrestres são explicados pela mesma força, ver Freire et al. (2004).
centros de atração, e como sujeitos de atração, devem atrair uns aos outros.” (COHEN, 1983, p. 293).
O debate histórico sobre a terceira lei pode auxiliar na compreensão das transformações do pensamento de Newton e no entendimento conceitual sobre a ação gravitacional entre corpos, bem como, fomentar uma melhor compreensão sobre esse tema da Física, visto que as explicações sobre a terceira Lei de Newton, presentes em alguns livros e textos, acabam descrevendo a lei de ação e reação equivocadamente, como independentes, ou seja, como se fossem duas interações e não uma única interação que atua simultaneamente em dois ou mais corpos (TEIXEIRA et al. 2010a). Como resultado da aplicação da sequência didática, propomos evidenciar os argumentos originais utilizados por Newton para explicar a interação gravitacional entre dois corpos como uma única ação atuando simultaneamente entre ambos.
LAYOUT DE ARGUMENTAÇÃO DE TOULMIN
Toulmin propõe seu padrão de argumentação ao contrapor o modelo silogístico, considerado o paradigma de argumentação para os lógicos da primeira metade do século XX. Portanto, elaborou um modelo para o processo argumentativo, para diferentes campos de conhecimento racional, ao considerar o modelo silogístico simplificado por não expor algumas características importantes para a análise de argumentos (TOULMIN, 2006). Na figura 1, apresentamos, de forma esquemática, o padrão de argumento segundo Toulmin (2006).
Figura 1: Padrão de argumento de Toulmin. Adaptado de Toulmin (2006).
O modelo de Toulmin é constituído de elementos lógicos básicos: Conclusão (C): afirmação realizada a partir dos dados; Dados (D): fatos aos quais recorremos para fundamentar a conclusão;
Justificativa (J): de natureza hipotética e geral, estabelece relação entre os dados e a conclusão; Fundamentos (F): informações factuais que dão suporte à garantia; Qualificador modal (Q): usado para qualificar a conclusão de maneira inequívoca; Refutador (R): específica sobre quais circunstâncias a garantia não é válida pra dar suporte à conclusão.
O padrão de Toulmin, representado na figura 1, é campo-invariável para qualquer campo de argumentação racional, ou seja, os elementos constituintes de seu layout podem ser aplicados a qualquer argumentação racional, presentes na ciência ou na política, por exemplo, (TEIXEIRA et al., 2015). Por isso, constitui-se como um importante instrumento para avaliar e proporcionar a habilidade de argumentar cientificamente. Por certo, ao reconhecermos o padrão de Toulmin como um instrumento eficiente para a construção e avaliação de argumentos acabamos por ratificar sua importância na compreensão da argumentação científica, visto que, “uma das características do discurso científico é exatamente a estima pela solidez de suas preposições”. (NASCIMENTO; VIEIRA, 2009, p. 24).
Apesar de sua relevância para a construção e avaliação do discurso científico, o padrão de Toulmin não está isento a críticas. Ao defender a inclusão da argumentação na educação em ciências, Driver et al. (2000) identificam algumas limitações referente ao padrão Toulmin, por exemplo: desvalorição do contexto de desenvolvimento do argumento; e a rejeição à construção coletiva da Ciência, ou seja, das interações sociais que permeiam a construção de um argumento. No entanto, essas limitações não podem ser atribuídas ao modelo em si, haja vista que o mesmo não foi desenvolvido para o ensino de ciências. Logo, o modelo não pode ser culpado pelas questões levantadas por Driver et al. (2000), ou seja, tais limitações devem ser atribuídas ao uso do modelo no contexto educacional, que, em alguns casos, já foram enfrentadas e minimizada por alguns pesquisadores (PENHA; CARVALHO, 2015; NASCIMENTO; VIEIRA, 2009; ARCHILA, 2015), que utilizam o layout no ensino. Como por exemplo, a solução encontrada por Teixeira et al. (2010a), que inspirados pelo instrumento elaborado por Mortimer e Scott (2002), investigaram a qualidade da argumentação coletiva dos alunos da Licenciatura em Física da UFBA.
Como meio de investigar o problema de pesquisa, assim como alcançar os objetivos pedagógicos estabelecidos para o desenvolvimento da SD, a metodologia definida para a realização da pesquisa será discutida a seguir.
Metodologia
O objetivo de desenvolver, e posteriormente investigar uma SD de Física, orientada por uma abordagem histórica, voltada para o desenvolvimento da habilidade de argumentar e o entendimento conceitual sobre a ação mútua entre corpos, fundamental para a compreensão da GU, será realizada em três etapas, ou fases: pesquisa preliminar (composição das características da SD), fase de prototipagem (avaliação das caraterísticas da SD) e fase avaliativa (oferecer conhecimento teórico e prático sobre os efeitos da SD).
Como parte da pesquisa preliminar, vamos sistematizar revisões de literatura sobre o uso didático da abordagem histórica no ensino de Física3. Paralelamente, propõe-se identificar as contribuições do uso da Estrutura de Argumentação de Toulmin em proporcionar uma formação mais ampla sobre ciência, a partir do uso didático da HC. A revisão de literatura possui o objetivo de formar um suporte para o planejamento e desenvolvimento do protótipo da SD (pesquisa preliminar)4.
O trabalho desenvolvido ao longo do mestrado (SILVA, 2014), assim como a revisão de literatura, contribuem para a identificação de estratégias de ensino a serem implementadas na SD para que os objetivos educacionais definidos sejam alcançados. Posteriormente, na segunda etapa, enquanto objetivo de uma pesquisa maior, o protótipo da SD será aplicado e a investigação dos resultados práticos serão utilizados para aprimorar as atividades que compõem a mesma. O último momento, terceira etapa, fase de avaliação somativa, servirá para concluir se as atividades que formam a SD atendem às expectativas desejadas. Esta fase também resulta em recomendações e instruções para a melhoria da sequência.
3 Optamos em realizar uma sistematização, ao invés de uma revisão, por reconhecermos que a literatura especializada
na área de ensino de Física, voltada para o uso didático da abordagem histórica, já realizou essa tarefa.
4 Enquanto objetivo de uma pesquisa maior, essa SD será aplicada ao longo da disciplina de História da Física e Ensino
As atividades que formam a SD, bem como a teoria que a sustenta, devem passar por um processo de refinamento para que os resultados almejados pela mesma sejam alcançados. Diante disso, com a elaboração, e posterior análise da SD em questão, pretendemos produzir conhecimentos teóricos e práticos sobre o uso didático da HC no ensino de Física, ou seja, realizar intervenções capazes de gerar conhecimentos do tipo: “como” e “porque” tais características são eficazes em desenvolver a habilidade de argumentar sobre ciências, bem como fomentar uma compreensão clara sobre a interação mútua entre corpos. Com base na análise de dados, pretendemos desenvolver conhecimento, capaz de gerar afirmações teóricas generalizáveis sobre a utilização da abordagem histórica no desenvolvimento da habilidade argumentativa para contextos específicos, que podem ser utilizados por outros professores no planejamento e aplicação de novas SD com as devidas adaptações considerando seus respectivos contextos.
Em seguida, apresentamos um quadro que ilustra as características e expectativas da sequência didática.
Quadro 1: Características e expectativas da sequência didática.
Substantivas5
[Razão]
Procedimentais6
[Razão] Aprendizagem7 Ensino8
Ensino explícito de argumentação [Para entender a Ciência é
preciso aprender a argumentar sobre Ciência (gênero discursivo da Ciência)
e não se aprende o gênero discursivo da Ciência de maneira espontânea, é preciso ensinar explicitamente] Discutir a natureza argumentativa da Ciência Entender a argumentação enquanto gênero discursivo da ciência Empregar a argumentação enquanto gênero discursivo para
falar e compreender a Ciência Apresentação e discussão do
layout de Toulmin de
argumentação [É necessário conhecer os
elementos, bem como as funções constituintes do
layout de Toulmin enquanto
modelo capaz de promover um ensino explicito de qualidade sobre o gênero
discursivo da Ciência] Utilizar o layout de Toulmin para construção e avaliação do discurso científico Utilizar o layout de Toulmin como um modelo para construir e
avaliar um argumento Aplicar um exemplo para
que os alunos utilizem o modelo de Toulmin para argumentar, ou seja,
expressar o gênero discursivo da Ciência Atividades discursivas:
discussão em grupos e entre os grupos
[Enriquecer o debate e proporcionar um engajamento
dos estudantes na interação argumentativa]
Desenvolver a habilidade de argumentar
Promover situações as quais os alunos possam utilizar o layout de
argumentação de Toulmin para argumentar
Uso didático da História da Ciência
[É necessária a compreensão das transformações do pensamento de Newton no
entendimento conceitual sobre a ação mútua entre
corpos. Para isto é fundamental uma abordagem
didática histórico-filosófica]
Leitura prévia dos textos de natureza histórica [Conhecer o conteúdo para raciocinar e argumentar sobre
a temática abordada]
Analisar, de maneira prévia, o conteúdo que será abordado.
Favorecer uma discussão de melhor qualidade durante a
atividade. Uso de textos históricos
envolvendo os argumentos originais de Newton para explicar a interação mútua
entre corpos [É preciso abordar questões e/ou situações presentes no desenvolvimento da terceira
lei de Newton]
Compreender a reconstrução histórica que levou Newton a explicar a interação mútua como uma única ação
atuando simultaneamente
Fornecer evidências de como a argumentação, enquanto gênero discursivo da Ciência, faz parte do
estabelecimento de teorias, modelos e explicações sobre o mundo natural, em especial sobre
o desenvolvimento da terceira lei de Newton.
Discussão em pequenos grupos, mediada por roteiro [É preciso orientar a discussão
com foco sobre a temática central do texto, associado aos
objetivos pedagógicos da SD]
Não se aplica
Articular uma discussão pautada nas questões centrais sobre a temática para evitar que os alunos se desviem do tema durante
a discussão Discussões entre grupos
mediadas pelo professor [Proporcionar uma interação
entre os sujeitos envolvidos durante o processo de construção e ressignificação Compreender como o conhecimento científico se desenvolve coletivamente.
Mediar o debate entre os alunos, a fim de garantir uma melhor qualidade das discussões. Promover uma discussão
coletiva sobre a lei da ação mútua entre corpos
5 O que minha sequência deve ter para que os objetivos educacionais sejam alcançados? Entre colchetes aparecem as
razões pelas quais escolhemos as características substantivas.
6 Quais atividades de ensino devem ser utilizadas diante da definição das características substantivas da sequência?
Entre colchetes aparecem as razões pelas quais escolhemos as características procedimentais.
7 O que os alunos precisam desenvolver enquanto habilidades e competências?
8 Atividades de ensino que se pretende realizar como forma de possibilitar que os alunos desenvolvam as habilidades
dos conteúdos abordados, a fim de valorizar a construção
coletiva e social do conhecimento]
Fonte: Elaborada pelos autores a partir das discussões com os membros do Grupo de Ensino, História e Filosofia da Física da UEFS.
Reconhecemos a argumentação enquanto gênero discursivo da Ciência, que deve ser ensinada. Diante disso, o ensino explícito de argumentação é uma característica substantiva da SD. Haja vista, que não se aprende o gênero discursivo da Ciência de maneira espontânea.
Os sujeitos envolvidos na aplicação da SD devem conhecer e argumentar utilizando o modelo de Toulmin. Os elementos constituintes do layout de Toulmin podem ser aplicados a qualquer argumentação racional, presentes na ciência ou na política, logo constitui-se como um importante instrumento para avaliar e proporcionar a habilidade de argumentar cientificamente.
O uso didático da HC é outra característica subatantiva a ser investigada. A abordagem histórica propicia, entre outras coisas, uma compreensão sobre a comunicação na Ciência e o papel que essa desempenha em seu desenvolvimento (ARCHILA, 2015). Todavia, apesar de ser apontada como uma estratégia capaz de criar condições para um ambiente profícuo para o desenvolviemtno da habilidade de argumentar a relação entre argumentação e a HC é um tema de pesquisa que precisa ser estudado (ADÚRIZ-BRAVO, 2014 apud ARCHILA, 2015). A leitura e discussão de textos históricos que envolvem a terceira lei de Newton e o seu papel no dsenvolvimento da GU, será a característica procedimental associada a característica substantiva, que envolve o uso didático da HC. Com o objetivo de fomentar um debate histórico sobre a intereção gravitacional entre corpos, capaz de propiciar um entendimento conceitual sobre esse tema.
A leitura e a discussão dos textos via roteiro e o debate em grupo são outras características procedimentais adotadas na sequência didática. A primeira busca, além de possibilitar o foco sobre os pontos relevantes da temática, tornar o material histórico inteligível, haja vista que alguns materiais históricos não são acessíveis, diante de seu estilo de escrita e descrição, ou seja, não são voltados para o ambiente de sala de aula (BOSS, 2014). O debate em grupo busca evidenciar à construção coletiva da Ciência, assim como destacar como as interações sociais permeiam a construção de argumentos científicos. Tendo em vista, que o debate em grupo, permeado por
pontos de vistas divergentes, enriquece o debate e proporciona um engajamento dos estudantes na interação argumentativa (ARCHILA, 2015).
O professor, enquanto agente experimente, que conhece o conteúdo trabalhado, possui um papel fundamental em promover o desenvolvimento de habilidades e competências em seus alunos, diante das características e expectativas definidas para a SD. Nesse contexto, deve ser capaz de: (1) Orientar as discussões realizadas a fim de favorecer a criação e continuidade de um espaço profícuo para a argumentação; (2) Mediar o processo de discussão e desenvolvimento da argumentação, e assim contribuir para que as situações discursivas em sala de aula sejam argumentativas e levem os estudantes a elaboração de argumentos coerentes sobre a temática; e (3) Proporcionar situações discursivas e produtivas a partir do acesso a informações sobre a temática.
SEQUÊNCIA DIDÁTICA
Corroborando com os pressupostos teóricos defendidos por Zabala (1995), entende-se aqui a SD como um “conjunto de atividades ordenadas, estruturadas e articuladas para a realização de certos objetivos educacionais, que têm um princípio e um fim conhecidos tanto pelos professores como pelos alunos” (ZABALA, 1995, p. 18). É esse conjunto de atividades ordenadas que torna capaz designar a função que estas terão ao longo da sequência didática para que os objetivos educacionais da mesma sejam alcançados (ZABALA, 1995).
O recorte histórico adotado para o desenvolvimento da SD em questão envolve um debate histórico sobre a terceira lei de Newton, especificamente, sobre o entendimento conceitual da interação gravitacional entre corpos. Com o objetivo de fomentar um entendimento sobre uma interação mútua atuando simultaneamente entre os corpos. Assim, evidenciar uma compreensão distinta daquelas apresentadas na maioria dos livros textos de Física que não tratam do tema com o devido aprofundamento conceitual. Apresentam a lei da ação mútua entre corpos como independentes, ou seja, como se fossem duas interações e não uma única interação que atua simultaneamente em dois ou mais corpos (TEIXEIRA et al., 2010a). Dito isso, os objetivos pedagógicos da SD estão definidos da seguinte forma:
- Propiciar o desenvolvimento da habilidade de argumentar de estudantes de licenciatura em Física sobre a terceira lei de Newton e o seu papel na Gravitação Universal, a partir do uso didático da História da Ciência.
Objetivos Específicos
- Possibilitar o desenvolvimento da habilidade de argumentar; - Viabilizar o uso de uma abordagem histórica no ensino de física;
- Favorecer o entendimento conceitual sobre a interação mútua entre corpos;
- Oportunizar a compreensão dos argumentos originais utilizados por Newton para explicar a interação gravitacional entre dois corpos como uma única ação atuando simultaneamente entre corpos.
Quadro 2: Sequência didática.
Aulas9 Temas Atividades Objetivos Materiais
Aula 1, 2, 3 e 4 Argumentação e o gênero discursivo da Ciência
Discussão do tema sobre mediação do professor
Conceber a argumentação enquanto gênero discursivo da
Ciência.
Argumentar utilizando o layout de Toulmin.
Aplicar o layout de Toulmin para resolver uma situação
problema.
Texto 1: Aborda a natureza argumentativa
na ciência Texto 2: Discute o layout
de Toulmin Problema elaborado para
aplicação do layout de Toulmin O layout de
argumentação de Toulmin
Aplicar o layout de Toulmin para resolver uma situação problema
Aula 5, 6, 7 e 8
Estudos newtonianos sobre colisões
Guiados por um roteiro os estudantes devem se organizar
em grupos a fim de elaborar argumentos a partir de problemas elaborados, previamente, pelo professor
Possibilitar, a partir do desenvolvimento de argumentos, a compreensão do
papel dos estudos sobre choques mecânicos na constituição do conceito de
força de Newton, no desenvolvimento da lei de interação mútua entre corpos
Texto 3: Estudo dos choques mecânicos Roteiro de discussão Aula 9, 10, 11 e 12 Terceira lei de Newton
Guiados por um roteiro os estudantes devem se organizar
em grupos a fim de elaborar argumentos a partir de problemas elaborados, previamente, pelo professor
Desenvolver argumentos voltados para o entendimento do significado física da terceira
lei de Newton
Texto 4: Tradução comentada da terceira lei
de Newton, extraída do livro de Cohen (1999).
Roteiro de discussão
9 A Sequência didática será ministrada ao longo da disciplina História da Física e Ensino, do curso de Licenciatura em
Física da UFRB. Os encontros com os estudantes serão de quatro aulas semanais (cada aula com 50 minutos de duração), que vai ocorrer uma vez por semana.
Aula 13, 14, 15 e 16 Hipótese de Hooke e a lei do inverso do quadrado Discussão e construção de argumentos em pequenos e grandes grupos10 Reconhecer o significado do legado de Hooke e da lei do inverso do quadrado na dinâmica planetária de Newton
a partir da construção e discussão de argumentos Texto 5: A definir Roteiro de discussão Aula 17, 18, 19 e 20 Leis de Kepler
Discussão, mediada pelo professor, entre os grupos. Cada
grupo deve apresentar suas conclusões oriundas da discussão da atividade anterior, bem como se posicionar frente às conclusões e as justificativas
dos demais grupos.
Elaborar e discutir argumentos voltados para o entendimento do significado dinâmico das leis
de Kepler Texto 6: Capítulo 7 do livro de Cohen (1988) Roteiro de discussão Aula 21, 22, 23 e 34 A lei da gravitação e a interação mútua entre corpos
Com base nas leituras prévias dos textos os alunos devem se
organizar em grupos a fim de discutir a temática (guiados por
um roteiro), e elaborar um argumento que, posteriormente,
será discutido entro todos os grupos, tendo o professor como
mediador
Construir argumentos individuais e coletivos para explicitar a interação mútua
entre corpos presente no desenvolvimento da Gravitação
Universal de Newton
Texto 7: Texto elaborado para a disciplina, que visa explicitar a relevância da terceira lei de Newton para uma compreensão
sobre a interação gravitacional mútua entre
corpos. Roteiro de discussão Texto 8: Suplemento 16, Cohen (1988) Aula 25 e 26 Ação a Distância
Com base nas leituras prévias dos textos os alunos devem se organizar em grupos a fim de discutir a temática (guiados por
um roteiro), e elaborar um argumento que, posteriormente,
será discutido entro todos os grupos, tendo o professor como
mediador
Elaborar e discutir um argumento para responder a
seguinte questão: Como um corpo atua um sobre o outro a
distância? Texto 9: A definir Roteiro de discussão Aula 27 e 28 Gravitação Universal de Newton
Com base nas leituras e discussões realizadas anteriormente, elabora um argumento coletivo sobre a interação mútua entre corpos presente na teoria da Gravitação
Universal de Newton
Construir argumentos, individuais e coletivos, sobre a
interação gravitacional entre dois corpos como uma única ação atuado simultaneamente
Não se aplica
Legenda: Texto 1: Tradução de Kuhn (1993); Texto 2: “Argumentação no Ensino de Ciências: Estrutura de Toulmin” (Tradução da seção 2 do trabalho de Teixeira et al, 2014); Texto 3: Capítulo 4 do livro de Peduzzi (2010) sobre a dinâmica dos choques mecânicos; Texto 4: Terceira lei de Newton (COHEN, 1999); Texto 5: A definir; Texto 6: Capítulo 7 do Cohen (1988); Texto 7: Será produzido para a sequência didática; Texto 8: Suplemento 16 - O caminho de Newton para a Gravitação Universal
(COHEN, 1988); Texto 9: A definir.
10 A discussão em pequenos e grandes grupos é uma atividade que deve ser contemplada em todos os conjuntos de
A sequência didática (SD) descrira no quadro anterior é composta por um conjunto de 28 (vinte e oito) aulas de 50 minutos cada. As primeiras quatro aulas possuem o objetivo de promover a habilidade de argumentar de maneira explícita, para que possam aprender e se apropriar do gênero discursivo da Ciência. Esse conjunto de aulas foi adaptado do curso desenvolvido por Santos (2017), que em seu trabalho de mestrado desenvolveu e aplicou uma SD voltada para a melhoria da habilidade de argumentação e da compreensão da gravitação universal de Newton.
Nesse conjunto inicial de aulas, será discutido a relevância do processo argumentativo para o desenvolvimento científico, com ênfase em sua contribuiçao para o ensino de ciências, em especial ao ensino de Física. Posteriormente, deve ser apresentado e discutido o layout de Toulmin como um padão para construir e avaliar agumentos. Por último, serão apresentados e discutidos alguns problemas para apreciação e solução a partir do layout adotado.
No conjunto de aulas 5, 6, 7 e 8, Estudos newtonianos sobre colisões, serão abordados o estudo newtoniano sobre colisões que contribuiram para o desenvolvimento de seu conceito de força, bem como para a idealização da terceira lei. Os argumentos originais utilizados por Newton para fundamentar a terceira lei, devem ser discutidos nas aulas seguintes, aulas 9, 10, 11 e 12.
Nas aulas 13, 14, 15 e 16 deve-se abordar a influência da hipótese de Hooke e da lei do inverso do quadrado na dinâmica planetária de Newton. Na sequência, aulas 17, 18, 19 e 20, será deve ser abordado o significado dinâmico das leis de Kepler. Da aula 21 a 26, o conceito de interação mútua presente na GU será discutido.
Os textos elaborados e adotados para a SD devem ser entregues aos estudantes com antecedência. Os estudantes devem ler os textos antes das aulas, para que possam se envolver nas discusões realizadas ao longo da aplicação da SD, bem como possuir uma simetria sobre os conteúdos abordados. Estratégias podem ser adotadas, paralelamente, para garantir o engajamento dos estudantes em busca do desenvolvimento da habilidade de argumentar, que seja capaz de gerar entendimento sobre a interação gravitacional mútua entre os corpos.
Em todos os conjunto de aulas os alunos devem se reunir em pequenos grupos a fim de construir argumento(s) sobre a temática trabalhada. Argumento(s) que deve(m) ser discutido(s), posteriormente, entre os outros grupos e refinado a partir da discussão, avaliação e comparação, com o argumento final apresentado pelo professor. Além de proporcionar uma interação entre os
sujeitos envolvidos durante o processo de construção e ressignificação dos conteúdos abordados, a fim de valorizar a construção coletiva e social do conhecimento, o debate em e entre grupos deve possibilitar que os alunos confrontem seus argumentos com os dos outros grupos.
Entre os conjuntos de aulas descritos acima, o professor deve possibilitar aos estudantes discutirem os argumentos elaborados como resultado dos problemas propostos na SD. Essa discussão almeja avaliar a qualidade estrutural e conceitual dos argumentos elaborados pelos estudantes, para que estes reflitam se os argumentos elaborados estão de acordo com o layout de Toulmin, bem como se respondem a problemática levantada. Ao fim dessas análises o professor deve apresentar um argumento elaborado por ele sobre o tema abordado, para que os alunos possam comparar e avaliar seus argumentos. Nesse cenário, o professor deve procurar contribuir para um ambiente profícuo para o desenvolvimento da habilidade de argumentar e do entendimemto da interação mútua entre corpos sem influenciar as respostas dos alunos.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A elaboração dessa SD faz parte da primeira etapa de uma pesquisa de pós-graduação, que pretende, além de desenvolver, aplicar e analisar uma SD de Física, orientada por uma abordagem histórica, sobre a terceira Lei de Newton, para o desenvolvimento da habilidade de argumentar e o entendimento conceitual sobre a interação mútua entre corpos. A fim de produzir conhecimentos teóricos e práticos sobre o uso didático da HC no ensino de Física.
A partir dos resultaos obtidos com aplicação dessa SD, pretendeos realizar intervenções capazes de gerar conhecimentos do tipo: “como” e “porque” tais características são eficazes em desenvolver a habilidade de argumentar sobre ciências, bem como fomentar uma compreensão clara sobre a interação mútua entre corpos. À vsta disso, gerar afirmações teóricas generalizáveis sobre a utilização da abordagem histórica no desenvolvimento da habilidade argumentativa para contextos específicos, que podem ser utilizados por outros professores no planejamento e aplicação de novas SD com as devidas adaptações considerando seus respectivos contextos.
ARCHILA, Pablo Antonio. Using History and Philosophy of Science To Promote Students’ Argumentation: a teaching-learning sequence based on the discovery of oxygen. Science & Education (2015) 24: 1201 – 1226.
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