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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 trabalho faz parte de uma pesquisa maior que visa, além de desenvolver, aplicar e avaliar uma SD.
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 I, do curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB).
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.
Características Expectativas
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 e competências desejadas.
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:
Objetivo Geral
- 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 aulas.
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.
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