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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

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Page 1: A terceira lei de Newton e o seu papel no desenvolvimento ... · científicos e sociais de sua produção (DRIVER et al., 2000; OSBORNE et al., 2004). Dito isso, almejamos com o trabalho

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

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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.

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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).

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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;

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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.

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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).

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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

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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.

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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

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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

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- 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.

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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.

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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

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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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