Challenges of abstraction and scientific literacy: an analysis of the video analysis experiment in teaching framework and trajectory in the 1st year of high school

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e110501

Keywords:

Physics Education, Video Analysis, Tracker Software, POE Methodology, Student Autonomy

Abstract

This paper analyzes an experimental video analysis activity on the concepts of Frame of Reference and Trajectory, conducted with first-year high school students at a public school in Rio de Janeiro. The methodology was based on the Predict-Observe-Explain (POE) strategy, using the open-source software Tracker to analyze the movement of a vehicle's wheels, as captured on video on the Presidente Dutra Highway. The objective was to investigate the transition from visual perception to the physical abstraction required to represent trajectories across different reference frames. The results reveal a significant gap between digital observation and graphic representation on paper, highlighting difficulties in semiotic transposition. Furthermore, a profound dependence on teacher mediation was observed due to gaps in functional literacy and reading autonomy. Additionally, "technological distraction" (games and social media) emerged as a pedagogical obstacle, requiring restrictive interventions to ensure focus. It is concluded that although video analysis is a powerful tool, its effectiveness in Physics education is contingent on overcoming behavioral and cognitive barriers that extend beyond the discipline's specific content.

Author Biographies

Luciana de Morais Dutra, Doutoranda

Possui graduação em Licenciatura em Física pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2007), especialização lato sensu em Ensino de Ciências e de Biologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2016) e mestrado em Ensino de Ciências com ênfase em Física pela Universidade do Grande Rio (UNIGRANRIO, 2019). Atualmente, é aluna do Doutorado Profissional no Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ, campus Nilópolis), onde desenvolve pesquisa voltada ao engajamento de estudantes da 1ª série do Ensino Médio em Cinemática por meio do Laboratório Virtual de Cinemática (LaViC), produto educacional de sua autoria. É autora do livro Como avaliar: Ideias para avaliações formativas em Física na Educação Básica. Atua como técnica em laboratório de Física no Colégio de Aplicação da UFRJ (CAp-UFRJ) e como diretora adjunta no CE Jornalista Rodolfo Fernandes (SEEDUC/RJ).

Alexandre Lopes de Oliveira, Instituto Federal de Educacao Ciencia e Tecnologia do Rio de Janeiro

Possui graduação em Física, Bacharelado (1994) e Licenciatura (2000), pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ; mestrado (1997) e doutorado (2003) em Ciências Físicas pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas - CBPF. Atualmente é Professor Titular do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Nilópolis, onde atua: i) no Programa de Pós-graduação Stricto Sensu em Ensino de Ciências - PROPEC, credenciado no Mestrado Profissional e no Doutorado Profissional; ii) nas Licenciaturas em Física, em Matemática e em Química e iii) no Ensino Médio Técnico. No IFRJ, contribuiu na construção do PROPEC, vinculado à área de concentração de Ensino na CAPES, e atuou como coordenador por sete anos, sendo credenciado no PROPEC desde a sua fundação. Atualmente, as atribuições profissionais no IFRJ são como coordenador do curso de Licenciatura em Física e como docente e orientador. Na pesquisa e desenvolvimento científico, tem experiência na área de Física da Matéria Condensada, com ênfase em Magnetismo, atuando principalmente nos temas, a saber: formação de momentos magnéticos e cálculo de campos hiperfinos de impurezas em matrizes ferromagnéticas e em intermetálicos. Na pesquisa em Ensino de Física, é interessado em temas relacionados a estratégias didáticas, aprendizagem ativa combinada à experimentação e às tecnologias digitais de informação e comunicação e desenvolvimento de materiais instrucionais didáticos pedagógicos.

Vitor L. B. de Jesus, Instituto Federal de Educacao Ciencia e Tecnologia do Rio de Janeiro

Graduado em Física pela Universidade Federal Fluminense (1993), mestre (1996) e doutor (2000) em Física pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. Realizou dois pós-doutorados em física atômica e molecular experimental: o primeiro no Laboratório Van de Graaff da PUC-Rio (2000-2002) e o segundo no Max-Planck Institut für Kernphysik, em Heidelberg - Alemanha (2002-2004). Atualmente, é Professor Titular do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ - campus Nilópolis (anteriormente chamado Centro Federal de Educação Tecnológica de Química de Nilópolis/RJ). Possui experiência na área de Física, com ênfase em Física Atômica e Molecular, atuando principalmente nos seguintes temas: Reaction Microscope - COLTRIMS, laser, ressonância, confinamento de partículas e ionização múltipla. Foi coordenador do curso de Licenciatura em Física durante dois anos (2006-2008) em sua instituição. Participou como coordenador de área da Licenciatura em Física no Projeto Institucional de Bolsas de Iniciação a Docência (PIBID/IFRJ) entre os anos de 2008 e 2015. Atua no curso de Licenciatura em Física no ensino de física experimental de Mecânica e Física Moderna, e no Programa de Pós-graduação de Ensino de Ciências - PROPEC/IFRJ.

References

BACHELARD, G. A formação do espírito científico: contribuição para uma psicanálise do conhecimento objetivo. Rio de Janeiro: Contraponto, 1996.

BRASIL. Decreto nº 9.099, de 18 de julho de 2017. Dispõe sobre o Programa Nacional do Livro e do Material Didático. Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília, DF, 18 jul. 2017.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC, 2018.

BRASIL. Decreto nº 12.021, de 16 de maio de 2024. Altera o Decreto nº 9.099, de 18 de julho de 2017, que dispõe sobre o Programa Nacional do Livro e do Material Didático. Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília, DF, 16 maio 2024.

BROWN, D.; COX, A. J. Innovative Uses of Video Analysis. Physics Teacher, v. 47, n. 3, p. 145-150, mar. 2009.

CARR, N. A geração superficial: o que a internet está fazendo com os nossos cérebros. Rio de Janeiro: Agir, 2011.

COMITÊ GESTOR DA INTERNET. Pesquisa TIC Kids Online Brasil: Uso da internet por crianças e adolescentes. São Paulo: Cetic.br, 2024.

COSTA, M. L. DE M.; CAMPOMANES, R. R.; HEIDEMANN, L. A. Referenciais inerciais e não inerciais: Uma abordagem cinemática por meio de videoanálise. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 46, p. e20230299, 2024.

DE JESUS, V. L. B. Experimentos e videoanálise: dinâmica. São Paulo: Livraria da Física, 2014. 251 p.

DUVAL, R. Registres de représentation sémiotique et fonctionnement cognitif de la pensée. Annales de Didactiques et de Sciences Cognitives, Paris, v 5, p. 37-65,1993.

DUVAL, R. Semiósis e Pensamento Humano: Registros Semióticos e Aprendizagens Intelectuais. São Paulo, SP: Livraria da Física, 2009.

GUALTER, J. B.; NEWTON, V. B.; GUALTER, R. D. Tópicos de Física. São Paulo: Saraiva, 2016.

KIRSCHNER, P. A.; BRUYCKERE, P. de. The myths of the digital native and the multitasker. Teaching and Teacher Education, v. 67, p. 135-142, 2017.

MORAES, J. R.; MAIA, J. R. O estudo de Cinemática através do software Desafio Ciências. Revista DoCEntes, v. 4, n. 8, p. 61-70, 2019.

NETO, A. A. M. et al. A Teoria da Carga Cognitiva e Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimídia nos currículos de formação de professores de Física no Brasil. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 45, p. e20230156, 2023.

OLIVEIRA, J. S. Introdução à cinemática com suporte de animações em scratch. 2022. Dissertação (Mestrado) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2022.

PERTILE, E. R.; BUSSE, S. A implicação da linguagem das redes sociais na produção escrita dos alunos do ensino médio: análise e comparação. Os desafios da escola pública paranaense na perspectiva do professor. Cadernos PDE (2014). Disponível em: https://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/cadernospde/pdebusca/producoes_pde/2014/2014_unioeste_port_artigo_ema_regina_pertile.pdf.

PRENSKY, M. Digital Natives, Digital Immigrants. On the Horizon, Bradford, v. 9, n. 5, p. 2-6, out. 2001.

RABELLO, D. L. S.; SOUZA, H. S.; COSTA, T. Q. Investigação didática de ambientes com realidade virtual aumentada na aprendizagem de Física Moderna Contemporânea: uma abordagem semiótica. IF-Sophia: revista eletrônica de investigações Filosófica, Científica e Tecnológica, [S. l.], v. 4, n. 16, p. 241-262, 2018.

RAMOS, D. K.; VIEIRA, R. M. Repercussões das tecnologias digitais sobre o desempenho de atenção: em busca de evidências científicas. Revista Brasileira de Educação, v. 25, p. e250048, 2020.

SANTOS, C. A. B.; CURI, E. Registros de representação semiótica e suas contribuições para o ensino de física. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 14, n. 3, p. 85-95, set. 2012.

SANTOS, R. J.; SASAKI, D. G. G. Uma metodologia de aprendizagem ativa para o ensino de mecânica em educação de jovens e adultos. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 37, n. 3, p. 3506-1-3506-9, jul. 2015.

SILVA, L. N.; VELOSO, M. S. S. O. Plataforma Virtual como suporte de apoio e acompanhamento no ensino de física. Pesquisa e Debate em Educação, Juiz de Fora, v. 10, n. 2, p. 1313-1326, jul-dez. 2020.

SILVA JÚNIOR, C. A. B. et al. Relato de Experiência: sequência didática no estudo de cinemática e dinâmica mediado pelo uso de simuladores virtuais. A Física na Escola, [S. l.], v. 21, n. 1, p. 230002-1, 2023. DOI:10.59727/fne.v21i1.2.

SOUZA, E. S. R.; SANTO, A. O. E. Modelagem matemática e letramento científico no ensino de física. Revista Exitus, Santarém, v. 9, n. 4, p. 635-664, out. 2019.

WHITE, R.; GUNSTONE, R. Probing understanding. London: Falmer Press, 1992.

Downloads

Published

2026-08-26

How to Cite

Dutra, L. de M., Oliveira, A. L. de, & Jesus, V. L. B. de. (2026). Challenges of abstraction and scientific literacy: an analysis of the video analysis experiment in teaching framework and trajectory in the 1st year of high school. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 43(2), 271–296. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e110501

Issue

Vol. 43 No. 2 (2026): Caderno Brasileiro de Ensino de Física

Section

Ensino e aprendizagem de Ciências/Física

License

DECLARAÇÃO DE RESPONSABILIDADE Certifico que participei da concepção do trabalho, em parte ou na íntegra, que não omiti quaisquer ligações ou acordos de financiamento entre os autores e companhias que possam ter interesse na publicação desse artigo. Certifico que o texto é original e que o trabalho, em parte ou na íntegra, ou qualquer outro trabalho com conteúdo substancialmente similar, de minha autoria, não foi enviado a outra revista e não o será enquanto sua publicação estiver sendo considerada pelo Caderno Brasileiro de Ensino de Física, quer seja no formato impresso ou no eletrônico.

 

 

Creative Commons License
Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, SC, Brasil - - - eISSN 2175-7941 - - - está licenciada sob Licença Creative Commons > > > > >