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There always have been some hurdles when it comes to the adequate use of didactical experimental activities in science education, such as the lack of proper training, insufficient time, and inadequate infrastructure. At this very moment, the pandemic has taught us that there may be also circumstances in which the traditional laboratory and the traditional activities are just not possible, thus online operable experiments might constitute a viable alternative for the practical lessons in higher education. In this paper, we discuss the development and the implementation of a remote-controlled didactical experiment on standing waves largely used in the physics basic program offered to the engineering courses. The development has combined applied knowledge from different areas, i.e. electric and electronics engineering, and computer science. In order to ascertain the experiment consistency, we have gathered data from the wave propagation speed and from the corresponding tension applied to the string and performed a χ-square linear fit in order to determine the correlation between the logarithm of both parameters. The experiment was successfully implemented and has been accessed by hundreds of different users from more than 30 different countries ever since. It has also been largely employed in practical activities at the university and has shown no significant signs of instability. It exhibited a total latency time inferior to 0.8 s on average and the results drawn from data it provides have shown to be accurate, within less than 0.8% of deviation with respect to the theoretical results.

O presente artigo apresenta um mapeamento da produção na área de Educação em Ciências que reporta à percepção sobre Natureza da Ciência e do trabalho científico em alunos e professores. O levantamento foi realizado nos anais do Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, no Banco de Teses e Dissertações da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior e em periódicos brasileiros da área de Ensino de Ciências, no período de 1997 a 2016, a fim de identificar as principais percepções sobre a ciência apresentada pelos sujeitos investigados nas pesquisas. Verificou-se que a imagem estereotipada da ciência e do trabalho científico está presente tanto na percepção de alunos como de professores. Entretanto, é possível notar que mudanças consideráveis nessas percepções vêm sendo apontadas nas pesquisas, inclusive com a promoção de estratégias de intervenção e discussão de aspectos da Natureza da Ciência no ensino.

Neste trabalho analisa-se quais percepções sobre a Natureza da Ciência são expressas em Textos de Divulgação Científica da revista Ciência Hoje online a fim de verificar o potencial desses materiais para o ensino de ciências. Foram selecionados artigos desta revista da área de química, física e ciências biológicas, no período de janeiro de 2014 a abril de 2016, totalizando nove textos analisados por meio da Análise Textual Discursiva. Verificou-se que apesar de também apresentarem percepções que possam reforçar imagens deformadas da ciência, os textos podem ser utilizados como um recurso didático que auxilia na discussão e possível desmistificação de estereótipos, ao apresentar concepções que se aproximam de uma imagem mais adequada em relação à construção do conhecimento científico.

O ensino de ciências no Brasil historicamente apresenta um cenário tanto de carência de quantitativo docente nas áreas de Biologia, Fìsica, Química e Matemática quanto de necessidade de formação continuada dos profesores das redes pública e privada. Tal contexto é foco de atenção da Universidade no sentido de oferecer formação inicial e continuada de qualidade com vistas à melhoria da prática docente nas áreas específicas e ao uso de recursos didático-pedagógicos condizentes com a realidade atual. Assim, este trabalho é resultado de investigação realizada no período de 2013/2014 junto aos discentes do Programa de Mestrado Profissional em Ensino de Ciências de uma universidade pública brasileira dentro da linha de pesquisa “Tecnologias de Informação e Comunicação no Ensino de Ciências”. Objetivou-se investigar os efeitos da utilização de recursos digitais no desenvolvimento das atividades da disciplina de “Tendências Contemporâneas de Currículo”. Foram foco do estudo as produções acadêmicas de duas turmas, totalizando 18 mestrandos (professores das redes pública e privada atuantes na Educação Básica e Superior). Tais produções visavam à constituição de um portifólio digital, tendo o blog como suporte em que cada mestrando disponibilizava as tarefas e atividades propostas na disciplina (resumos, resenhas, textos reflexivos etc). As análises indicam: a) um processo gradativo de apropriação tecnológica bem como de atribuição de sentidos para o uso pedagógico das TDIC (Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação); b) desdobramentos da apropriação da tecnologia em uso e aplicação do recurso na prática docente dos mestrandos; c) alargamento da proposta inicial feita na disciplina em que o blog tornou-se, além de um recurso didático, um espaço de compartilhamento de experiências docentes; d) intensificação das interações, para além da sala de aula (professor-alunos; alunos-alunos); e) desdobramentos de aprendizagem de outros recursos e ferramentas digitais para incrementação do blog. Dessa forma, destaca-se que as ferramentas digitais constituem-se como valioso recurso para a formação de professores e podem instigar o uso pedagógico das tecnologias no Ensino de Ciências.

This qualitative study investigated through a case study in public high schools in a Regional Superintendent of Education from Minas Gerais State, relationships between teacher´s view of their initial training and their role as a basic education teachers, with respect to the contents of Geometrical Optics and experimental activities. Ten teachers from six schools in five cities from a group of 29 teachers from 22 schools in 16 municipalities that comprised the jurisdiction of Superintendence were selected. The data were obtained through questionnaires with closed and open questions, which in a first part characterized the profile of the respondents, and in a second part interrelated to the geometric optics and the training and teaching performance. The results indicate that the group of teachers, though most of them do not have access to this content formally in initial training courses and they did not perform experimental activities, attach great importance to the study of Geometric Optics to high school students.

Este trabalho de natureza qualitativa investigou, em escolas públicas de Ensino Médio de uma Superintendência Regional de Ensino do Estado de Minas Gerais, as relações, na visão dos docentes, entre sua formação inicial e sua atuação enquanto professores da educação básica no que concerne aos conteúdos de Óptica Geométrica e à realização de atividades experimentais. Foram selecionados dez professores de seis escolas em cinco cidades, de um universo de 29 professores de 22 escolas em 16 municípios que compunham a jurisdição da referida Superindência. Os dados foram obtidos através de questionários com perguntas fechadas e abertas, que em uma primeira parte caracterizavam o perfil dos respondentes, e em uma segunda parte inter-relacionada à óptica geométrica e a formação e atuação docente. Os resultados indicam que no grupo de professores investigados, a maioria não teve acesso a esse conteúdo formalmente nos cursos de formação inicial e também não realizou atividades experimentais. Ainda assim, os docentes atribuem grande importância ao estudo da Óptica Geométrica para estudantes do Ensino Médio.

Esta pesquisa tem por objetivo desenvolver e validar uma Sequência Didática, utilizando as tecnologias digitais da informação e comunicação, para a formação de alunos do ensino médio, considerando a Alfabetização Científica e o aprofundamento de conceitos que estão presentes no cotidiano dos alunos. Ademais, a proposta apresenta-se como uma possibilidade prática de aproximar as tecnologias, o conhecimento científico, professores e alunos. Almeja-se que esta Sequência Didática possa ser utilizada como apoio pedagógico para o ensino de genética básica, auxiliando professores e alunos no processo de ensino deste conteúdo. Para o desenvolvimento dessa Sequência Didática foram considerados os Estilos de Aprendizagem, e os indicadores de Alfabetização Científica propostos por Sasseron (2008), visando o aprimoramento dos alunos na perspectiva de uma Alfabetização Científica. A Sequência Didática proposta foi avaliada por três professores de Biologia que lecionam em escolas públicas e/ou privadas. Aos avaliadores foi aplicado um questionário contendo perguntas que focavam na estrutura da Sequência Didática em termos de conteúdo, organização, forma e viabilidade de aplicação em sala de aula. A avaliação da Sequência Didática, por professores da área, se mostrou um importante instrumento para a validação da mesma, antes de uma possível aplicação aos alunos. Os resultados obtidos indicam que os recursos utilizados para a elaboração da Sequência Didática são simples e de fácil utilização, com indícios de que podem contribuir tanto para o ensino como para a aprendizagem de Genética.

O presente artigo tem por objetivo relatar e discutir os principais pontos da palestra intitulada "Interdisciplinaridade, Contextualizacao e Competencias: dos Documentos a Pratica Docente", proferida durante o Seminario “Educacao por Projetos Interdisciplinares”, evento realizado nos dias 09, 10 e 11 de abril de 2008 como projeto de extensao do Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada a Educacao da Universidade Federal de Goias. A referida palestra centrou-se na analise critica de termos como competencias, interdisciplinaridade e contextualizacao, presentes nos documentos propostos pelo MEC apos a promulgacao da LDB/96 e nas dificuldades e ate divergencias com a escola brasileira na atualidade. Foram incorporadas neste artigo parte das discussoes levantadas pelos presentes no evento, acrescidas de incursoes teoricas, principalmente no que tange a ideia de uma formacao por competencias.

O presente artigo tem como objetivo promover uma discussão sobre as perspectivas de licenciandos em Física quanto à introdução de tópicos e temas de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, contrapondo a formação inicial desses licenciandos e a realidade escolar vivida por eles enquanto estagiários e/ou docentes. Os dados foram obtidos por meio de entrevistas semiestruturadas realizadas em três instituições públicas de Ensino Superior, duas no estado de Santa Catarina e uma no estado de Minas Gerais, entre os anos de 2002 a 2007. Os resultados deste trabalho sugerem a ampliação da discussão sobre a inserção de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, sobretudo no âmbito da formação inicial no que tange à transposição de conteúdos e metodologias do Ensino Superior para a escola básica. This paper aims to bring to the debate the views and perspectives of Physics undergraduates concerning the introduction of topics and themes of Modern and Contemporary Physics in High School. We pay special attention to the conflict between their initial preparation and the reality of school, either as trainees or teachers. The data was obtained through semi-structured interviews conducted in three public universities, two in Santa Catarina State and one in Minas Gerais State, between the years 2002 and 2007. The conclusions of this work suggest that the debate about the insertion of Modern and Contemporary physics in High School should be expanded mainly into the initial preparation of physics teacher with respect to transfer of content and methodologies from higher education to basic school.

Este artigo apresenta alguns comentários acerca das novas Orientações Curriculares para o Ensino Médio de 2006. O principal objetivo foi mostrar e discutir algumas diferenças relevantes entre a versão preliminar e a versão oficial destes documentos, mais especificamente, em relação à noção de competências e do ensino da física moderna. This article presents some comments about the new 2006 Curricular Orientations for High School Teaching. The main objective is to show and discuss some relevant differences between the preliminary and the official version of those documents, more specifically, about the notions of competences and modern physics teaching.

Este estudo apresenta e analisa quatro encontros que constituíram uma experiência de formação cujo foco foi o desenvolvimento de narrativas digitais por professores de ciências de uma escola da rede particular do sul do estado de Minas Gerais, Brasil. Essa experiência formativa de produção de narrativas digitais foi organizada com o propósito de promover a reflexão dos docentes sobre o uso pedagógico das tecnologias digitais de informação e comunicação (TDICs), tendo como ponto de partida a pergunta: “Tenho um tablet. E agora?”. A análise dos encontros desse processo formativo permitiu identificar a narrativa digital como um elementomotivador e promotor de reflexão na formação de professores, pois os docentes tiveram a oportunidadede compartilhar suas práticas com tecnologias, refletir sobre elas e, por vezes, alterá-las. Também, nas narrativas digitais resultantes dessa experiência, identificou-se a potencialidade de um recurso cognitivo a ser utilizado na formação continuada, mas também na inicial, de professores, apresentando-se viável e acessível para as diferentes realidades e contextos das escolas brasileiras.

Não é novidade para aquelas(es) que pesquisam e atuam no Ensino de Ciências que não há aprendizagem sem haver significação. E, que não há significação sem que ocorram experiências legítimas de interação entre quem aprende com o que se aprende. Também não é novidade que a Ciência não se faz de forma neutra. Assim, nas últimas quatro décadas, a construção do currículo de Ciências passou a considerar em suas abordagens enfoques que valorizam as relações entre a Ciência, a Tecnologia e a Sociedade (CTS). Ou seja, fortalecendo uma imagem não neutra da Ciência que seria, hora mecanismo central dessas relações, hora seu produto final. Para que essa imagem seja internalizada e transformada por estudantes, esses enfoques advogam a implementação de práticas pedagógicas que propiciem uma aprendizagem significativa. No entanto, a transposição didática que essas relações demandam para serem debatidas no âmbito da educação básica não é uma tarefa trivial e encontra nos Livros Didáticos o papel de principal artefato de mediação. A partir desse cenário, a presente investigação tem por objetivo primeiro investigar se essas relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade estão, de fato, presentes nos Livros Didáticos de Biologia, aprovados no Programa Nacional do Livro Didático de 2018, com especial atenção para a Tecnologia. Posteriormente, pretendemos traçar uma imagem de como a Tecnologia vem sendo representada a partir dessas transposições didáticas. Como caminho metodológico, este trabalho traçou as etapas de uma investigação qualitativa pautada na análise de conteúdo, a partir dos trabalhos desenvolvidos por Bardin. Nesse desafio, acolhemos uma perspectiva epistemológica que enxerga a Tecnologia como uma forma de produção de conhecimento, de atuar e produzir significados, portanto, detentora de seus próprios traços culturais. Esse enfoque praxiológico da Tecnologia tem como principal referencial o Modelo de Cultura Tecnológico de Míguel Quintanilla. Por meio dele, a tecnologia não é vista como uma mera aplicação da Ciência, nem fruto apenas de demandas sociais/humanas, mas como conhecimentos sistemáticos de características próprias, que possuem base científica e podem voltar-se a resolver, descrever ou explicar problemas que podem ter origens sociais, a partir do desenho e/ou emprego de produtos tecnológicos. As análises dos Livros Didáticos evidenciaram uma imagem da Tecnologia como uma aplicação direta do conhecimento científico, ou seja, os produtos tecnológicos derivam da mera aplicação do conhecimento científico. Foi possível concluir também que os Livros Didáticos de Biologia costumam retratar a Tecnologia apenas descrevendo artefatos. Mas, ao mesmo tempo, verificamos que existe um vasto espaço de discussão valorativa em volta dela quando os temas em debate geram forte comoção social como, por exemplo, as técnicas de engenharia genética e os problemas ambientais tidos, muitas vezes, como consequência direta do desenvolvimento tecnológico. It is not new for those who research and work with Science Education that there is no real learning without meaning. Also, there is no meaning without legitimate interaction between those who learn and what it is learned. It is also not new that Science is not done in a neutral way. Thus, in the last four decades, the construction of the sciences curriculums began to centralize their central pillar in approaches that value the relations between Science, Technology and Society (CTS), that is, strengthening a non-neutral image of Science that wou be sometimes a mechanism of these relationships, and in other times their final product. In order for this image to be internalized and transformed by students, these approaches advocate the existence of pedagogical practices that provide meaningful learning. However, it is not a trivial task to transpose these relationships to be debated in the scope of basic education. It is the role of sciences textbooks to be the main mediation artifact of those debates. From this scenario, the present investigation aims to first investigate whether these relationships between Science, Technology and Society are, in fact, present in the Biologys Textbooks, approved in the National Textbook Program of 2018. Subsequently, we intend to draw an image of how Technology is represented in the analyzed Texbooks. As a methodological path, this is a qualitative investigation based on the Theory of Content Analysis, based on the works developed by Bardin. In this quest, we embrace an epistemological perspective that sees Technology as a way of producing knowledge, acting and producing meanings, therefore, holding its own cultural traits. This praxeological approach to Technology has as its main reference the Model of Technological Culture by Míguel Quintanilla. Through this perspective technology is not seen as a mere application of Science, nor the result of only social/human demands, but as a form of knowledge with its own characteristics, which has a scientific basis and can be used to solve, describe or explain problems that they may have social origins, by the design and/or use of technological products. The analysis of the Textbooks represented Technology as a direct application of scientific knowledge, that is, a technological product that derives from the mere application of scientific knowledge. It was also possible to conclude that Biology Textbooks usually portray Technology only by describing artifacts, but that there is a vast space for evaluative discussion around it, when the topics under debate generate strong social commotion such as genetic engineering techniques and environmental problems.

Este trabalho consiste numa pesquisa qualitativa explicativa (Gil, 2007) realizada com uma turma de 9º ano do EF II de uma escola privada da Grande São Paulo. Seu objetivo foi utilizar uma Ilha Interdisciplinar de Racionalidade (IIR) - proposta de ensino interdisciplinar proposta pelos trabalhos de Gérard Fourez (1997) e corroborados por Sasseron e Carvalho (2005) e Roth (2003) - na busca por indícios de como a Alfabetização Científica e Técnica (ACT) pode ser promovida no contexto escolar e assim, respondendo à nossa questão sobre como o ensino por projetos promove Alfabetização Científica e Técnica em detrimento do ensino disciplinar e quais são os requisitos fundantes e imprescindíveis para que esse aprendizado aconteça. Usamos na análise metodológica uma perspectiva fenomenológica (Chizzotti, 2003), partilhando o contexto social e cotidiano dos pesquisados e da pesquisadora, durante todo o ano letivo observando as interações dos alunos com os conteúdos disciplinares e interdisciplinares na construção de um produto final caracterizado dentro da IIR. A partir do diário de pesquisa, das filmagens e gravações de áudios, na situação real que é a vivência em sala de aula, e sem influência prévia de nossos pressupostos teóricos, buscamos verificar viabilidade e os elementos que reforçam ou desestabilizam a promoção da ACT. Os resultados apresentados mostram a viabilidade da promoção de Alfabetização Científica e Técnica quando os alunos fazem uso da interdisciplinaridade imersos num projeto pautado numa situação real, proporcionado pela Ilha Interdisciplinar de Racionalidade. No entanto, alguns indícios levantados na pesquisa levam nossa atenção à cultura escolar estabelecida, que precisa estar no foco do planejamento da IIR para que não haja desacordos ou conflitos que possam desestabilizar o trabalho interdisciplinar dentro da IIR. This paper proposes qualitative explanatory research (Gi,2007) about a 9nd grade of Basic School. This context is in a private school located in the outskirts of São Paulo. The goal of this study was apply a Rationality Interdisciplinary Island - proposed by Gerard Fourez (1997) and supported by Sasseron & Carvalho (2005) and Roth (2003) - following up evidences about how the Scientific could be promoted in a school context to answer our question How projects learning promotes Scientific Literacy at the expense of disciplinary education and which are the fundamental and essential requirements of this learning to happen. We use a phenomenological methodology perspective (Chizzoti, 2003), sharing the inside everyday context of the respondents. The data we can use comes from videos, audio files and teacher records to design a scenery about the students vivence inside the classroom to show us elements that reinforce or destabilize the promotion of Scientific Literacy. The outcomes show the feasibility of promoting Scientific Literacy when the students use the interdisciplinary in learning projects modelizing real situations, provided by Rationality Interdisciplinary Island. Otherwise, some evidence raised in this survey points to the scholar culture that can be focused in the interdisciplinary projects planning so there no are disagreements and conflicts that can destabilize the interdisciplinary goal into the Rationality Interdisciplinary Island.

Neste trabalho, levantamos os diferentes níveis de invariantes operatórios envolvendo o conteúdo de álgebra, manifestados pelos estudantes dos anos finais do Ensino Fundamental, apoiando-se na teoria psicocognitiva proposta por Gérard Vergnaud (1990; 2009; 2014). Para tal efeito, desenvolvemos um estudo qualitativo, conduzido por meio de duas fases (piloto e final), no qual elaboramos atividades envolvendo cinco tipos de habilidades: percepção, generalização de conceitos matemáticos, reversibilidade do processo mental, raciocínio lógico e tipos de habilidades matemáticas, baseadas nos trabalhos desenvolvidos por Krutetskii (1976). Na primeira fase, aplicamos o estudo para 32 alunos do oitavo ano do Ensino Fundamental, de uma escola pública estadual, na região metropolitana de São Paulo, e analisamos as respostas dos estudantes com o apoio teórico-metodológico dos Modelos Organizadores do Pensamento (MORENO et al., 2000), organizando as respostas dos estudantes em perguntas-modelo. Por meio da análise dessas perguntas-modelo, selecionamos nove estudantes, separados em três grupos distintos, de acordo com o nível de habilidade apresentado no estudo piloto, para compor a fase final do estudo. No Grupo 1, elegemos estudantes que apresentaram razoável desempenho no estudo preliminar, ainda com algumas dificuldades. O Grupo 2 foi composto por alunos que demonstraram muitos obstáculos, não só no conteúdo matemático como em habilidades essenciais para a compreensão daquele, tais como a leitura e interpretação de textos. Finalmente, no Grupo 3, escolhemos os estudantes que evidenciaram aspectos emocionais envolvidos em sua dificuldade de aprendizagem em Matemática e aplicamos atividades que não estejam ligados diretamente com conteúdos matemáticos, para avaliar outros aspectos que podem influenciar em suas dificuldades com a disciplina. Também conduzimos, com cada um desses grupos, uma entrevista semiestruturada após a realização das atividades por escrito. Tal diálogo permitiu levantar elementos que ficaram pouco evidentes em suas resoluções, auxiliando-nos no mapeamento das concepções dos estudantes sobre os conceitos de álgebra e, assim, associar os possíveis invariantes operatórios, de acordo com o modelo encontrado em suas resoluções. Por meio dessas análises, foi possível revelar que o nível e o tipo de representação do invariante operatório podem variar, dentro de um mesmo grupo, e até mesmo apresentar semelhanças entre grupos com habilidades diferentes. Desse modo, os resultados apontam que uma aparente resolução correta pode ainda esconder outras dificuldades de compreensão formal sobre o conceito e, por outro lado, o tipo de abordagem didática pode influenciar diretamente nos obstáculos e bloqueios emocionais em seus estudantes, em relação ao conteúdo algébrico. In this work, we raised different levels of operational invariants involving algebraic content, manifested by students of final years of middle school (equivalent to 8th to 9th grade of K-12), relying on the cognitive theory proposed by Gérard Vergnaud (1990; 2009; 2014). For this extent, we developed a qualitative research, conducted in two stages (pilot and final), which we elaborated some activities involving five types of abilities: perception, generalization of mathematical concepts, reversibility of mental process, logical reasoning and some types of mathematical abilities, based on works developed by Krutetskii (1976). At the first stage, we applied a study for 32 students of 8th grade (K-12), from a public state school, in the metropolitan area of Sao Paulo, and we analyzed solutions of the students supported by Organizing Models of Thinking (MORENO et al., 2000), a theoretical and methodological framework, organizing solutions of the students in question-models. By means of the analysis of those question-models, we selected nine students, separated in three distinct groups, according to the level of ability showed on the pilot study, to compose the final stage of the study. On Group 1, we selected some students who presented a reasonable performance at preliminary study, although some difficulties could be seen. Group 2 was composed of students who demonstrated many obstacles, not only on mathematical contents but also in essential abilities to comprehend Mathematics, for instance, reading and understanding. Finally, on Group 3, we chose students who clearly showed some emotional aspects involving their difficulties in the learning of Mathematics and applied activities which are not involved to mathematical contents, to evaluate other issues influencing on their difficulties with that subject. Furthermore, we conducted a semi-structured interview with each group after the application of the written activities. Such dialogue allowed us to raise elements which were not clear on their solutions, helping us to make a map of conceptions of the students about algebraic ideas and, thus, to associate with some possible operational invariants, according to the model found on their solutions. According to those analyses, we could reveal that the level and type of operational invariant can vary, in the same group, and even show similarities between groups with different abilities. Consequently, the results indicate that an apparent correct solution could hide some difficulties in understanding of formal concepts, in addition to that, the didactical approach can straightly influence to some obstacles and emotional blockage on the students, in relation to algebraic contents.

Nesta tese, a abstração é investigada e desenvolvida com o objetivo de contribuir para a compreensão e solução dos problemas físicos trabalhados com alunos de Ensino Médio. O conceito de abstração é averiguado historicamente com vistas ao seu entendimento epistemológico para a física e, em especial, para o desenvolvimento cognitivo dos estudantes, colaborando para o entendimento e solução de problemas tratados em sala de aula. O aporte teórico utilizado é fornecido pela teoria de Raymond Duval, a respeito dos registros de representação semiótica, compreensão e aprendizagens intelectuais, segundo sua fórmula: não há noésis sem semiósis. Atividades focando a promoção da abstração, por meio de ferramentas didáticas deduzidas da teoria dos registros de representação semiótica, são realizadas com estudantes do Ensino Médio e, para efeitos de comparação, com uma turma de 9º ano do Ensino Fundamental. As atividades tiveram duas versões. A primeira, diagnóstica, observando as principais dificuldades dos estudantes nos problemas físicos trabalhados; a segunda, tratou de problemas canônicos da física de sala de aula, por meio da ferramenta didática desenvolvida. A análise das respostas destas atividades indica o desenvolvimento da abstração dos estudantes e aumento da taxa de sucesso na solução de problemas físicos, desde que seja garantido o fenômeno da congruência, por meio da função de objetivação, discriminação das unidades significantes e conversão dos registros semióticos da física trabalhados nos problemas canônicos da disciplina. Os resultados apontam para um ensino de física que promove a abstração nos estudantes e uma melhoria na compreensão e solução de problemas de sala de aula. In this thesis, the abstraction is investigated and developed with the objective of contributing to the understanding and solution of the physical problems worked with students of High School. The concept of abstraction is historically ascertained with a view to its epistemological understanding for physical, particularly for cognitive development of students, especially for the students\' cognitive development, collaborating to the understanding and solution of problems treated in the classroom. The theoretical approach is provided by Raymond Duval\'s theory, about the semiotic representation registers, intellectual understanding, and learning, according to its formula: there is no noesis without semiosis. Activities focusing on the promotion of abstraction, through didactic tools deduced from the theory of records of semiotic representation, are carried out with high school students and, for comparison purposes, with a 9th grade elementary school class. The activities had two versions. The first diagnosis, observing the main difficulties of the students in the physical problems worked; the second, dealt with canonical problems of classroom physics, through the didactic tool developed. The analysis of the responses of these activities indicates the development of students\' abstraction and increase of the success rate in the solution of physical problems, provided that the congruence phenomenon is guaranteed through the objectivation function, discrimination of the signifying units and conversion of the semiotic registers of physics worked on the canonical problems of discipline. The results point to a physics teaching that promotes abstraction in students and an improvement in understanding and solving classroom problems.

O universo escolar é rico de sujeitos e, consequentemente, de comportamentos que tornam essa realidade um curioso objeto de pesquisa. O comportamento dos estudantes que se associa a seu desempenho escolar na disciplina de Física é um interessante agente de estudo. Desse modo, a presente pesquisa buscou compreender o quanto os comportamentos apresentados por alunos que demonstram um melhor desempenho na disciplina de Física estão associados a seus níveis de crenças de autoeficácia (BANDURA, 1986) e ao domínio das regras que estruturam o Contrato Didático (BROUSSEAU, 1986). Assim, por intermédio de uma pesquisa de natureza qualitativa de estudo de caso, identificamos os níveis de crenças de autoeficácia de dois alunos do terceiro ano do Ensino Médio de uma escola pública do interior do Estado de São Paulo, que apresentam os melhores resultados de desempenho na disciplina de Física. Com o auxílio de um questionário de escala Likert, pudermos mensurar os elevados níveis de crenças de autoeficácia dos sujeitos participantes deste estudo. Além disso, fizemos uso de observações em sala de aula e de entrevistas semiestruturadas para identificar como suas crenças de autoeficácia atuam sobre seus comportamentos e também como esses sujeitos identificam e lidam com o Contrato Didático estabelecido. No decurso da análise das regras do Contrato Didático pudemos analisar como as crenças de autoeficácia influem na interpretação, condução e negociação dessas regras, bem como contribuem para o melhor desempenho dos alunos na disciplina de Física. Desse modo, o estudo nos possibilitou observar diferentes estratégias de aprendizagem, a fim de lidar com semelhantes regras do Contrato Didático que permitem a aproximação e o distanciamento desses alunos do saber físico. Tais perspectivas são reveladas em vista de uma busca constante dos sujeitos pela manutenção do Contrato Didático. O estudo demonstrou também que a motivação estabelecida pelos sujeitos para participar das dinâmicas fundamentadas pelo contrato está intimamente ligada aos seus níveis de crenças de autoeficácia que contribuem para o estabelecimento de estratégias de aprendizagem que permitem o alcance de um suposto sucesso escolar, ainda que este não esteja associado a uma maior aproximação do saber físico. Por fim, os estudantes demonstraram fazer uso de estratégias de aprendizagem relacionadas a seu antigo Contrato Didático, quando foram inseridos em uma situação didática denominada Atividade de Ruptura, na qual os alunos se encontravam em um contexto de estabelecimento de um novo Contrato Didático. O melhor desempenho dos alunos nestas circunstâncias de pesquisa está associado a estratégias de aprendizagem condicionadas a suas crenças de autoeficácia que orientam o comportamento dos sujeitos em vista de suas concepções sobre suas capacidades que estão associadas ao domínio das regras do Contrato Didático. The universe is rich of individuals and, consequently, of behaviors, making them a curious object of research. The Physics course students behavior associated with their academic performance is an interesting issue to be studied. Thus, this research sought to understand how behaviors of students with a better performance in the Physics course are associated with their levels of self-efficacy beliefs (BANDURA, 1986) and the mastering of the rules which structure the Didactic Contract (BROUSSEAU, 1986). Therefore, through a qualitative case study research, we identified levels of self-efficacy beliefs of two students of the third year of high school in a public school in the State of São Paulo, who have achieved the best results in the Physics course.With the aid of a Likert scale questionnaire, we could measure high levels of self-efficacy beliefs of the participants in this study. In addition, we made use of classroom observations and semi-structured interviews to identify how their self-efficacy beliefs play a role in their behavior, and also how these guys identify and deal with the established Didactic Contract. In the course of the analysis of the Didactic Contract rules, we could analyze how self-efficacy beliefs influence the interpretation and negotiation of these rules, as well as contribute to the better performance of the students in the Physics course. The study enabled us to observe different learning strategies, in order to deal with similar rules of the Didactic Contract, which allows the approximation and distancing of these students from their knowledge of Physics. Such perspectives are revealed in a constant search of the individuals for maintaining the Didactic Contract. It also demonstrated that the motivation established by the individuals to participate in the dynamics based on the contract is closely linked to their levels of self-efficacy beliefs that contribute to the setting of learning strategies that enable the achievement of an alleged academic success, although this is not associated with theirknowledge of Physics. Finally, students have shown to make use of learning strategies related to their former Didactic Contract when they were inserted into a learning situation called Breaking Activity, in which students had toset a new Didactic Contract. The best academic performance under this research circumstances is associated with learning strategies that depend on self-efficacy beliefs that guide the individuals behavior in accordance with their conceptions of their own abilities associated with mastering the Didactic Contract rules.

Este trabalho investiga o processo de apreensão do princípio de conservação da energia mecânica por alunos em diferentes momentos da instrução formal. O trabalho é justificado pelos relatos existentes acerca da complexidade que envolve o conceito de energia, o princípio de conservação da energia, degradação e conversão relacionadas aos materiais didáticos, à sua estrutura epistemológica racional e, principalmente, à sua aprendizagem. Consideramos, para isso, duas dimensões que julgamos centrais para essa discussão: a primeira refere-se ao desenvolvimento histórico-epistemológico do conceito e, a segunda, ao seu desenvolvimento em nível individual ou cognitivo. Para a primeira dimensão resgatamos pontos chaves do desenvolvimento histórico do princípio de conservação da energia, sua relação com a conservação da vis viva e os diferentes desenvolvimentos do teorema trabalho-energia, sendo um realizado por Lazare Carnot e, outro, por Lagrange. Consoante a isso apresentamos, orbitando à primeira dimensão, de que maneira o conceito de energia mecânica é tratado em alguns manuais de ensino universitário e uma síntese dos trabalhos voltados para o conceito de energia na área de Ensino de Ciências. Para a segunda dimensão pesquisamos os conhecimentos mobilizados por estudantes de diferentes níveis privilegiando duas metodologias: a primeira num estudo coletivo, que chamamos de preliminar e, outra, em nível do indivíduo, aprofundado. A intenção do estudo preliminar foi a de verificar e confirmar que alunos que se encontram em momentos mais avançados de ensino tendem a mobilizar e articular conceitos com maior pertinência do que aqueles que se encontram em momentos anteriores. Foram aplicados 158 questionários e analisados à luz de categorias existentes na literatura da área, possibilitando a aproximação com os dados relatados em pesquisas longitudinais. A partir dessa análise e da literatura, foi possível elencar 8 situações na perspectiva de aprofundarmos o entendimento de como ocorre, de maneira explícita ou implícita, o processo de aprendizagem de 6 sujeitos para os conceitos-chaves levantados durante a ação da resolução das situações com mediação do investigador. As mediações foram gravadas em vídeo e áudio e integralmente transcritas para análise. O referencial teórico adotado para a investigação da conceitualização é a Teoria dos Campos Conceituais de Gérard Vergnaud. A análise das condutas dos sujeitos-em-ação nos permitiu inferir, por exemplo, que os sujeitos-em-ação reconhecem a conservação da energia mecânica e até mesmo, implicitamente, a expressão matemática do teorema trabalho-energia capaz de representar essa conservação na sua forma integral. Por outro lado, os dados analisados no estudo aprofundado sugerem que a dinâmica newtoniana parece atuar como obstáculo epistemológico para a aprendizagem da conservação da energia mecânica. This work investigates the learning process of the conservation of mechanical energy by students in different levels of formal education. The work is justified by researches involving the concept of energy, the principle of the conservation and degradation of energy and transforming process related to the instructional materials. Furthermore, the complexity of rational epistemological structure of those concepts and its learning. In this case, two dimensions are considered as main points: the first one refers to the development of historical-epistemological concept and the second one to the individual cognitive development. For the first dimension, we accomplished the key points of the historical development of the principle of conservation of energy, its relation with the vis viva conservation and different developments of the work-energy theorem which were made by Lazare Carnot and other by Lagrange. According to that, we present the concept of the mechanical energy within some university books and a synthesis of works devoting the concept of the mechanical energy within the Science Learning studies. For the second dimension, we made a research about knowledge utilized by the pupils of different levels specializing in two methodologies: first about collective research called pre-study and the second one about individual research called detailed study. The aim of pre-study was to verify and confirm that high school and undergraduate students tends to mobilize and articulate concepts with better form in accordance with their level; those studies are called cross-grade or longitudinal studies. We applied and categorized 158 questionnaires which had been possible to approximate data related in longitudinal researches. After that, according to the literature, it was possible to organize 8 situations to carefully investigate how do the learning process occur, explicitly or implicitly, in 6 students about key concepts that have been appeared during the act of the resolution of the situations with mediation of the researcher. The mediations were recorded in video and audio and fully transcribed to our analysis. The framework adopted to investigate the conceptualization was the Theory of Conceptual Fields developed by the French cognitivist Gérard Vergnaud. The conduct analyses of the subjects action allowed us to infer, for example, that students recognized the conservation of the mechanical energy during the action of the students and implicitly they recognized the mathematical function that express this conservation in integral form. Moreover, the data suggests that the Newtonian dynamics acts as epistemological obstacle to the learning of the conservation of the mechanical energy.

A sociedade vem questionando os conteúdos presentes no currículo de ciências, quanto ao \"por que\" e \"para que\" ensiná-los. Isso ocorre também dentro do ambiente escolar. Atualmente, o ensino de ciências tem acontecido de maneira bastante desconexa da realidade de nossos alunos, afinal, este ensino não tem apresentado inovações ou trazido temas atualizados para as discussões que ocorrem no ambiente da sala de aula. Apresentamos neste trabalho uma proposta de atualização curricular do ensino de ciências através da inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea, com base na proposta curricular inserida nos PCNEM e PCNEM+ para a disciplina de Física. Nossa proposta consiste em uma seqüência didática de um curso de Física das Radiações voltado ao Ensino Médio, onde se utilizam as noções de \"marcadores\" e \"marcadores-estruturantes\", desenvolvidas no contexto da teoria da Transposição Didática, para delinear as atividades que acreditamos serem essenciais para que esta nova seqüência de ensino seja exeqüível. The society has questioned what should be taught in science learning, including both \"why\" and \"what for\" some subjects should be taught. This kind of discussion occurs also inside the educational environment. Presently the science teaching is not connected to the reality of the student, because teaching has not related to scientific innovations, no updated themes are discussed in the classroom. In this work the curricular updating is inserted through the inclusion of Modern and Contemporary Physics topics, as suggested in the PCNEM and PCNEM+. This proposal consists of a didactic sequence of a course on Radiations Physics appropriated to the high school teaching. The concept of \"markers\" and \"structurating-markers\" is discussed within the Didactic Transposition Theory. \"Markers\" are established through the proposed activities, which are supposed to be the essential ones to the learning sequence.