ESTUDO DE REVISÃO DE LITERATURA SOBRE O CONHECIMENTO TECNOLÓGICO PEDAGÓGICO DO CONTEÚDO NO PROCESSO FORMATIVO DE PROFESSORES DE FÍSICA

## ESTUDO DE REVISÃO DE LITERATURA SOBRE O CONHECIMENTO TECNOLÓGICO PEDAGÓGICO DO CONTEÚDO NO PROCESSO FORMATIVO DE PROFESSORES DE FÍSICA

## LITERATURE REVIEW STUDY ON TECHNOLOGICAL PEDAGOGICAL CONTENT KNOWLEDGE IN THE TRAINING PROCESS OF PHYSICS TEACHERS

Fernanda Battú e Gonçalo¹, Paulo José Sena dos Santos 2

1 Universidade Federal de Santa Catarina/Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, fb\_goncalo@yahoo.com.br

2 Universidade Federal de Santa Catarina/Departamento de Física, paulo.sena@ufsc.br

## Resumo

Este trabalho objetivou realizar uma pesquisa nas produções acadêmicocientíficas sobre o assunto 'conhecimento tecnológico pedagógico do conteúdo (Technological Pedagogical Content Knowledge - TPACK) na formação docente de professores de Física'. Centramos nossa análise em duas bases de dados que disponibilizam trabalhos publicados em língua portuguesa e estrangeira: (1) Periódicos CAPES; (2) Scientific Eletronic Library Online - SciELO. Selecionamos e analisamos 10 artigos acadêmico-científicos, publicados no período de 2006 até 2021, que investigam algum aspecto relativo ao TPACK no ensino de Física e mencionam em um ou mais dos elementos constituintes (título, resumo e palavraschave) os 04 termos de busca, a saber: (1) TPACK; (2) CTPC (conhecimento tecnológico pedagógico do conteúdo); (3) professores de física; (4) physics teachers. Com essa amostra, constatamos que o desenvolvimento do modelo TPACK como base teórica na prática docente e/ou na elaboração de produções didáticas, proporciona a evolução do TPACK dos professores de Física. Nesta perspectiva, apontamos para a necessidade de investir na formação inicial e continuada, por meio de cursos que desenvolvam o modelo TPACK como referencial para elaboração e desenvolvimento de propostas didáticas.

Palavras-chave : TPACK, formação de professores, ensino de Física.

## Abstract

This work aimed to carry out a research on academic-scientific productions on the subject "technological pedagogical content knowledge (Technological Pedagogical Content Knowledge - TPACK) in the teaching formation of Physics teachers". We centered our analysis on two databases that provide works published in Portuguese and foreign languages: (1) CAPES Periodicals; (2) Scientific Electronic Library Online - SciELO. We selected and analyzed 10 academic-scientific articles, published from 2006 to 2020, which investigate some aspect related to TPACK in Physics teaching and mention in one or more of the constituent elements (title, abstract and keywords) the 04 terms of search, namely: (1) TPACK; (2) CTPC (technological pedagogical content knowledge); (3) physics teachers; (4) physics teachers. With this sample, we found that the development of the TPACK model as a theoretical basis in teaching practice and/or in the elaboration of didactic productions,

provides the evolution of the TPACK of Physics teachers. In this perspective, we tend towards the need to invest in initial and continuing training, through courses that develop the TPACK model as a reference for the elaboration and development of didactic proposals.

Keywords : TPACK, teacher training, physics teaching.

## Introdução

Para a utilização de tecnologias como elemento integrante do desenvolvimento de atividades voltadas para o ensino, os pesquisadores Koehler e Mishra (2006) propuseram um modelo denominado Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK) traduzido como Conhecimento Tecnológico, Pedagógico do Conteúdo (CTPC). Este modelo surgiu com a intenção de expandir o conhecimento pedagógico do conteúdo, proposto por Shulman (1986, 1987), para incluir o domínio da tecnologia educacional na base de conhecimentos de professores, no sentido de como utilizá-la efetivamente para promover a aprendizagem dos estudantes.

- O TPACK como modelo orientador para integrar as tecnologias digitais de informação e de comunicação (TDIC) no desenvolvimento de ações didáticas, tem motivado mudanças na postura docente e discente. A literatura tem se dedicado em apontar investigações e experiências orientadas pelo modelo TPACK, ao integrar as tecnologias como um recurso desafiador e relevante nas ações da prática docente. Nesta perspectiva, destacamos a pesquisa de Nakashima & Piconez (2016) que realizaram um estudo de revisão em periódicos internacionais e capítulos de livros, da área de educação e tecnologias. Suas observações permitiram apontar:

'Dentre as contribuições dos estudos coube destaque para investigações e experiências apoiadas pelo TPACK; o TPACK como orientador da formação inicial e permanente de professores e a relação do TPACK com outros modelos que iluminam a ação docente.' (NAKASHIMA & PICONEZ, 2016, p.247).

Segundo Nakashima & Piconez (2016), o TPACK pode ser considerado um modelo orientador sob duas perspectivas, a saber: (i) na formação inicial e continuada de professores; (ii) na relação com outros modelos teóricos. Nesta perspectiva, buscamos compreender as contribuições e limitações do modelo TPACK, na área do ensino de Física, sob a perspectiva de duas linhas de investigação: (1) estudos que utilizam o modelo TPACK como base teórica nos programas de formação inicial ou continuada de professores de Física; (2) estudos que utilizam o modelo TPACK como referencial para elaboração de propostas didáticas que são desenvolvidas nas aulas de Educação Básica e/ou nos cursos de formação inicial ou continuada de professores de Física.

Assim, com este estudo de revisão de literatura, objetivamos realizar uma pesquisa nas produções acadêmico-científicas sobre o assunto 'conhecimento tecnológico pedagógico do conteúdo na formação docente de professores de Física' . Com a finalidade de identificarmos os principais resultados constatados até o momento sobre a variável TPACK, ou seja, se este modelo traz potencialidades para a elaboração de materiais didáticos e estratégias didáticas para a formação

inicial e continuada. Da mesma forma, ter o conhecimento das principais lacunas que podem originar ideias para futuras pesquisas.

## TPACK: o modelo teórico para integrar a tecnologia no ensino

A proposta central do TPACK é relacionar na ação docente a interação entre os três elementos principais dos ambientes de aprendizagem: (1) conteúdo; (2) pedagogia; (3) tecnologia. Sendo assim, este modelo atribui à importância de integrar a tecnologia no ensino não apenas como uma ferramenta adicional, mas como parte constituinte do processo de ensino e aprendizagem. O foco do modelo TPACK é desencadear mecanismos para o professor construir uma proposta de atividade didática tecnológica, articulada com o conteúdo e com os recursos pedagógicos do conteúdo.

Nesta perspectiva, o TPACK é base para um ensino que busque relacionar os recursos tecnológicos tanto para a compreensão da representação de conceitos/ideias da matéria de ensino quanto para complementar as estratégias didáticas na comunicação durante o processo de ensino e aprendizagem. Nesta lógica, Koehler & Mishra (2006) consideram que o TPACK é um conhecimento:

'Diferente do conhecimento disciplinar ou de um especialista em tecnologia e também do conhecimento pedagógico geral partilhado por professores em todas as disciplinas. […]'(KOEHLER & MISHRA, 2006, p.1028).

Assim, de acordo com a proposta destes autores, o TPACK propõe um modelo que trata da tecnologia como elemento para apoiar as estratégias didáticas do professor, devidamente adequadas às necessidades e especificidades dos estudantes. Nesta perspectiva, o conhecimento sobre o conteúdo, a pedagogia, e a tecnologia é central para o desenvolvimento de ambientes que favoreçam a aprendizagem.

Figura 01 - Representação da relação entre os conhecimentos que derivam o TPACK. Fonte: traduzido por Mishra & Koehler (2006).

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A Figura 01 destaca os três conhecimentos: (1) pedagógico; (2) tecnológico; (3) conteúdo. Estes se sobrepõem para conduzir mais 04 tipos de conhecimentos inter-relacionados: (1) conhecimento pedagógico do conteúdo; (2) conhecimento pedagógico da tecnologia; (3) conhecimento tecnológico do conteúdo; (4) conhecimento tecnológico pedagógico do conteúdo (TPACK). Ou seja, o TPACK é o único conhecimento que requer uma compreensão de como a tecnologia se relaciona com a pedagogia e com o conteúdo.

De acordo com Koehler &amp; Mishra (2008), a tríade de conhecimentos que constitui o TPACK é a base para um ensino que busca por meio de recursos tecnológicos: (i) a compreensão na representação de conceitos abstratos de aprender; (ii) a identificação de conhecimentos prévios; (iii) a reconstrução de concepções alternativa. Isso significa que este modelo traz um apoio para orientar os professores durante o planejamento e desenvolvimento de suas atividades didáticas vinculadas com a utilização de tecnologias.

## Procedimentos metodológicos

Para desenvolver essa pesquisa de estudo de revisão de literatura foram selecionadas duas bases de dados de acesso aberto que disponibilizam trabalhos publicados em língua portuguesa e estrangeira: (1) Periódicos CAPES; (2) Scientific Eletronic Library Online - SciELO. Priorizamos esses portais, pois indexam as mais variadas e relevantes fontes de pesquisa científica e acesso a textos completos de periódicos científicos de diversos países do mundo. Para a identificação dos artigos foram utilizados alguns critérios de inclusão: (i) trabalhos científicos empíricos; (ii) publicações em língua estrangeira e portuguesa; (iii) acesso livre; (iv) artigos publicados entre o período de 2006 até 2021, pois o referencial foi proposto inicialmente em 2006, por Koehler &amp; Mishra. Também, estabelecemos 04 termos de busca que se assemelham com o assunto em estudo, a saber: (1) TPACK; (2) CTPC; (3) professores de física; (4) physics teachers. Para tanto, optamos por combinar os termos em equações de pesquisa com o auxílio do operador booleano 'E' nos campos de busca de todas as bases de dados: 'TPACK' E 'physics teachers'; 'TPACK' E 'professores de física'; 'CTPC' E 'professores de física'. Neste procedimento de identificação, selecionamos 15 artigos, esses apresentam a combinação dos termos de busca em um ou mais dos principais elementos constituintes (título, resumo e palavras-chave) de um determinado artigo.

A partir da leitura detalhada dos 15 resumos, efetuamos a exclusão de 05 artigos, pois não possuem acesso livre. Assim, a amostra final totalizou 10 artigos. Finalizando o procedimento de coleta de informações, a segunda parte da pesquisa correspondeu à análise dos artigos. Para tanto, neste trabalho apresentamos os resultados de dois critérios analíticos que estabelecemos para orientar-nos na interpretação das produções, a saber: (i) intenções de pesquisa; (ii) resultados de pesquisa. Neste processo de análise fundamentado nos critérios estabelecidos, realizamos as seguintes etapas: (a) identificação do trecho correspondente ao critério de análise; (b) síntese do trecho identificado, em consonância com a descrição do autor; (c) categorização dos critérios de análise.

## Organização e Discussão dos Resultados

A partir da análise das informações, identificamos duas categorias de trabalhos, que abrangem funcionalidades distintas na utilização do modelo teórico TPACK, a saber: Categoria 01 - estudos que utilizam o modelo TPACK como base teórica nos programas de formação inicial ou continuada de professores de Física (artigos: A1; A2; A3; A4; A6; A9); Categoria 02 - estudos que utilizam o modelo TPACK como referencial para elaboração de propostas didáticas que são desenvolvidas nas aulas de Educação Básica e/ou nos cursos de formação inicial ou continuada de professores de Física (artigos: A5; A7; A8; A10). No Quadro 01 apresentamos os artigos selecionados para análise.

## XIX Encontro de Pesquisa em Ensino de Física - 2022

Quadro 01 - Artigos acadêmico-científicos selecionados para análise.

Fonte: dos autores.

Com a análise destes artigos, discorremos sobre as expectativas das produções acadêmico-científicas a respeito de: (i) intenções de pesquisa; (ii) resultados de pesquisa.

## Intenções de Pesquisa

No Quadro 02 apresentamos as intenções de pesquisa dos 10 artigos analisados, em seguida discorremos sobre suas respectivas categorias.

Quadro 02 - Intenções de pesquisa dos artigos.

XIX Encontro de Pesquisa em Ensino de Física - 2022

Fonte: dos autores.

Constatamos que 30% das pesquisas (artigos A2, A8 e A10 ) apontam interesse em 'identificar potencialidades de materiais apoiados no modelo TPACK' . Esta categoria engloba as intenções de pesquisa que buscam apontar novas estratégias didáticas que estejam apoiadas no modelo TPACK e auxiliem significativamente no processo de aprendizagem tanto de estudantes do Ensino Superior quanto da Educação Básica.

A categoria 'identificar fatores que condicionam professores de Física a utilizarem o modelo TPACK' englobou as intenções de pesquisa dos artigos A3 e A6 . Os condicionantes nesta categoria correspondem tanto aos fatores ligados ao desenvolvimento de situações pedagógicas (utilização de recursos tecnológicos, estratégias didáticas, metodologias ativas) quanto àqueles referentes à realização de ações dialogadas e significativas ao inserir o modelo TPACK no processo de ensino e aprendizagem.

Os artigos A4 e A9 foram agrupados na categoria 'relacionar a contribuição dos elementos do TPACK com o desenvolvimento de ações ', pois estes buscam investigar as contribuições de elementos associados à utilização de estratégias didáticas, recursos tecnológicos, metodologias ativas, materiais didáticos em plataformas virtuais (Moodle; Edmodo), no desenvolvimento da prática docente.

A categoria 'identificar indicativos de aprendizagem propiciada pelo modelo TPACK' contempla os artigos A5 e A7 , pois ambos buscaram apontar indicativos de aprendizagem, isso significa identificar que elementos facilitaram o processo de representação do conteúdo ao utilizar recursos tecnológicos baseados no modelo TPACK de ensino. Apenas o artigo A1 conduziu sua pesquisa na busca por ' identificar possíveis características do TPACK de professores de Física' , sendo que essas características envolvem: (i) elementos de natureza pedagógica: as estratégias didáticas, os recursos tecnológicos, a maneira de articular o conteúdo e a tecnologia no processo de ensino; (ii) elementos de natureza profissional: (i) experiências de ensino; (ii) grau acadêmico.

## Resultados de Pesquisa

No Quadro 03 apresentamos as categorias referentes aos resultados de pesquisa dos 10 artigos analisados. Conduzimos a definição das 10 categorias com

base no agrupamento dos artigos referente ao critério 'intenções de pesquisa', pois constatamos que as especificidades dos resultados apontam semelhanças em aspectos gerais, ou seja, quanto à utilização do modelo TPACK.

Quadro 03 - Resultados de pesquisa dos artigos analisados.

Para os resultados dos artigos A2, A8 e A10 , destacamos que a questão do desenvolvimento de atividades/planilhas/recursos quando integrado com as tecnologias proporciona situações para melhora da aprendizagem e do pensamento criativo de estudantes. Assim como, possibilita a construção de conhecimentos ligados ao modelo TPACK, de futuros professores de Física.

Referente aos resultados do artigo A3 , o estilo de professores é derivado de diferentes aspectos: pensamentos, habilidades, predisposição, competências e etc. que impulsionam o professor a aderir na sua prática didática à utilização das tecnologias digitais. Para os autores do artigo A6 , o entendimento sobre o modelo não é o suficiente para desenvolvê-lo, neste sentido destacam algumas limitações apresentadas pelos professores: (i) ausência de dispositivos tecnológicos instalados nos espaços escolares; (ii) limitações no tempo e nas habilidades para produzir e desenvolver as atividades.

Os resultados da pesquisa do artigo A4 apontam que ao desenvolver atividades integradas com tecnologia, os licenciandos despertaram 'encorajamento em se tornarem criativos usando a ajuda da tecnologia para facilitar e acelerar o cumprimento dos objetivos.' (Purwaningsih et al, 2021, p.8). No artigo A6 , os resultados destacam que o conhecimento dos licenciandos sobre as tecnologias envolveu um trabalho em equipe comunicativo, desenvolvendo ideias e ensinando outros colegas, bem como o conhecimento pedagógico da tecnologia favoreceu o desenvolvimento do trabalho em equipe.

As pesquisas dos artigos A5 e A7 investigaram as potencialidades de integrar a tecnologia em atividades didáticas e os resultados assemelham-se quanto aos aspectos que influenciam na aprendizagem. Na pesquisa do artigo A5, a motivação dos estudantes foi o aspecto destacado, os autores constataram que os estudantes apresentaram: satisfação, disposição e competição no aprendizado. Os resultados do artigo A7 demonstraram uma nova atitude dos estudantes, pois

passaram a considerar a física uma disciplina divertida e mostraram-se curiosos ao utilizarem as ferramentas de simulação. Os resultados do artigo A1 demonstram que o entendimento dos professores quanto ao: (i) conhecimento da matéria; (ii) representação instrucional e estratégias; apresentaram incongruências para o desenvolvimento de práticas didáticas orientadas pelo modelo TPACK.

## Conclusão

O mapeamento realizado sobre as pesquisas recentes a respeito do 'TPACK na formação docente de professores de Física', é parte constituinte de uma pesquisa de doutorado. O primeiro aspecto que constatamos neste estudo de revisão corresponde à quantidade de artigos sobre o desenvolvimento do modelo TPACK no ensino de Física. No processo de identificação dos artigos, nas bases de dados SciELO e Plataforma Sucupira, observa-se a ausência de pesquisas nacionais voltadas ao ensino de Física e uma maior quantidade de estudos na região da Indonésia. Estes dois fatores ficaram bem demarcados no processo inicial da coleta de informações, o que reflete a necessidade de expandir a pesquisa com o foco no desenvolvimento do TPACK na área do ensino de Física, seja na formação inicial e/ou continuada. O segundo aspecto, coloca em destaque o período de publicação dos artigos, destacando uma expansão de pesquisas ao longo dos últimos três anos (2019, 2020, 2021). Este resultado permite apontarmos que o interesse, pela comunidade científica, sobre os conhecimentos que auxiliam o professor a integrar a tecnologia na sua prática didática tornam-se imprescindíveis no processo de formação.

Além disso, com a leitura e análise desses trabalhos ficou evidente que o desenvolvimento do modelo TPACK como base teórica na prática docente e/ou na elaboração de produções didáticas, condiciona a evolução do TPACK dos professores de Física. Nesta perspectiva, tendemos para a necessidade de investir na formação inicial, assim como nos programas de formação continuada, em cursos que utilizem o TPACK como modelo orientador para integrar os recursos tecnológicos no desenvolvimento de ações didáticas.

## Agradecimentos

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo apoio financeiro durante o desenvolvimento deste trabalho.

## Referências

MISHRA, Punya; KOEHLER, Mattew J. Technological Pedagogical Content Knowledge: A framework for teacher knowledge. Teacheres College Record , v. 108, n. 6, 2006.

MISHRA, Punya; KOEHLER, Mattew J. Introducing TPACK. In : AACTE Committee on Innovation &amp; Technology (Eds.). Handbook of technological pedagogical contente knowledge for educators . New York, NY: Routledge, 2008, p. 3-29.

NAKASHIMA, Rosária Helena Ruiz; PICONEZ, Stela Conceição Bertholo. Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK): modelo explicativo da ação docente. Revista Eletrônica de Educação , v. 10, n. 3, 2016.