Effects of a modeling cycle in the context of physics teaching

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2021.e73139

Abstract

The aim of this article is to understand the fruitful effects and perishments of mathematical modeling in the view of physics teachers. For this, based on Hestenes (1987; 2010), Heidemann (2015), Souza (2018) was developed a modeling cycle on the theme Noise Pollution organized didactically in eight actions. The field research involved the mixed methodology focusing on quantitative and qualitative interpretations. The research collaborators were thirteen (n = 13) physics teachers in the formation of an integrated degree course in mathematics and physics at a public university in the municipality of Almeirim, Pará, Brazil. The results suggest that teachers conceived modeling as important in the context of physics teaching, especially to achieve certain contents according to the curriculum of the discipline, for the use of scientific processes during the construction of mathematical models and for the promotion of discussions and debates in the classroom. On the other hand, they reported difficulties to define research objectives based on themes of reality and to build mathematical models consisting of multiple representation tools.

Author Biography

Ednilson Sergio Ramalho de Souza, Instituto de Ciências da Educação, Universidade Federal do Oeste do Pará, Santarém, PA

Doutorado em Educação em Ciências e Matemática (2018) pela Universidade Federal de Mato Grosso, Mestrado em Educação em Ciências e Matemática (2010) pelo Instituto de Educação Matemática e Científica da UFPA, Especialização em Educação Matemática (2009) pelo mesmo instituto, Licenciatura Plena em Física (2007) pela Faculdade de Física da Universidade Federal do Pará (UFPA). É Professor Adjunto da Universidade Federal do Oeste do Pará (UFOPA) desde o ano de 2010, participando como Docente Permanente do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física/UFOPA.

References

AMBRÓSIO, M. O uso do portfólio no ensino superior. Rio de Janeiro: Vozes, 2013 (Livro digital).

BATISTA, M. C. A utilização da experimentação no ensino de física: modelando um ambiente de aprendizagem. 85f. Dissertação (Metrado em Educação para a Ciência e a Matemática) – Universidade Estadual de Maringá, Maringá.

BREWE, E.; KRAMER, L.; O’BRIEN, G. Modeling instruction: positive attitudinal shifts in introductory physics measured with class. Physics Education Research, v. 5, n. 013102, p. 0131021-0131025, 2009.

BUNGE. M. Teoria e realidade. São Paulo: Editora Perspectiva, 1974.

BUNGE. M. Teoria e realidade. Tradução: Gita k. Guinsburg. São Paulo: Perspectiva, 2013.

CRESWELL, J. W.; CLARK, V. P. Pesquisa de métodos mistos. 2. ed. Porto Alegre: Penso, 2013.

DANTE, L. R. Formulação e resolução de problemas de matemática: teoria e prática. São Paulo: Ática, 2011. 217p.

DYE, J. et al. The impact of modeling instruction within the inverted curriculum on student achievement in science. Electronic Journal of Science Education, Texas, v. 17, n. 2, p. 1-19, 2013.

FLECK, L. Gênese e desenvolvimento de um fato científico. Tradução: Georg Otte; Mariana Oliveira. Belo Horizonte: Fabrefactum, 2010. (Série Ciência, Teconologia, Sociedade).

FREIRE, P. Pedagogia do oprimido. 46. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 2005. 213p.

GIERE, R. How models are used to represent reality. Philosophy of Science, v. 71, n. 5, Dec. p. 742-752, 2004.

HEIDEMANN, L. A. Ressignificação das atividades experimentais no ensino de física por meio do enfoque no processo de modelagem científica. 2015. 298f. Tese (Doutorado em Ensino de Física) - Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

HEIDEMANN, L. A; ARAUJO, I. S.; VEIT, E. A. Ciclos de modelagem: uma proposta para integrar atividades baseadas em simulações computacionais e atividades experimentais no ensino de física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 29, n. Especial 2, p. 965-1007, 2012.

HESTENES, D. Modeling theory for math and science education. In: LESH, R. et al. (Eds.) Modeling student’s mathematical modeling competencies. New York: Springer, 2010. p. 13-42.

HESTENES, D. Toward a modeling theory of physics instruction. American Journal of Physics, Melville, v. 55, n. 5, p. 440-454, may, 1987.

MEGOWAN-ROMANOWICS C. What is modeling instruction? NSTA Reports, p. 3, 2016. Disponível em: <http://www.nsta.org/publications/nstareports.aspx>. Acesso em: 19 out. 2017.

MORAES, R.; GALIAZZI, M. C. Análise textual discursiva. 3. ed. Rio Grande do Sul: Unijui, 2016, 224p.

MOUTINHO, P. E. C. CTS e a modelagem matemática na formação de professores de física. 2007. 115 f. Dissertação (Mestrado em Educação em Ciências e Matemática) – Núcleo Pedagógico de Apoio ao Desenvolvimento Científico, Universidade Federal do Pará, Belém.

SILVA NETO, M. J. Ensino de física pela comparação entre experimento e modelo teórico com uso da modelagem matemática. 2015. 131f. Tese (Doutorado em Educação em Ciências e Matemáticas) - Instituto de Educação Matemática e Científica, Universidade Federal do Pará, Belém.

SKOVSMOSE, O. Cenários para investigação. Bolema, Rio Claro, v. 13, n. 14, p. 66-91, 2000.

SOUZA, E. S. R. Modelagem matemática gerando ambiente de alfabetização científica: discussões no ensino de física. 2018. 237f. Tese (Doutorado em Educação em Ciências e Matemática) – Universidade Federal de Mato Grosso/Universidade Federal do Pará, Belém.

SOUZA, E. S. R. Uma experiência com modelagem matemática para a abordagem de conceitos de física. Acta Scientiae, v. 14, n. 02, p. 309-325, mai./ago. 2012.

TARDIF, M. Saberes docentes e formação profissional. 17. ed. Rio de Janeiro: Vozes, 2014. 325p.

WELLS, M.; HESTENES, D.; SWACKHAMER, G. A modeling method for high school physics instruction. American Journal of Physics, Melville, v. 63, n. 7, p. 606-619, july, 1995.

Published

2021-03-25

How to Cite

Souza, E. S. R. de. (2021). Effects of a modeling cycle in the context of physics teaching. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 38(1), 600–627. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2021.e73139

Issue

Section

Formação de Professores de Ciências/Física