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CONSTRUÇÃO DE CONCEITOS FÍSICOS NO CURSO DE RELATIVIDADE NA FORMAÇÃO INICIAL DOS PROFESSORES DE CIÊNCIAS

Gustavo Da Silva Tanajura, Carlos Roberto Senise Junior

Evento
Simpósio Nacional de Ensino de Física ↗ (SNEF)
Edição
XXIV
Ano
2021
Data
20/07/2021
Linha de pesquisa
Formação Inicial E Continuada Do Professor Em Todos Os Níveis De Escolaridade
Tipo
Comunicação

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Texto completo

## CONSTRUÇÃO DE CONCEITOS FÍSICOS NO CURSO DE RELATIVIDADE NA FORMAÇÃO INICIAL DOS PROFESSORES DE CIÊNCIAS

## Gustavo da Silva Tanajura 1 , Carlos Roberto Senise Junior 2

- 1 Universidade Federal de São Paulo/Departamento de Física/gustavo\_tanajura@hotmail.com
- 2 Universidade Federal de São Paulo/Departamento de Física/carlos.senise@unifesp.br

Palavras-chave : Formação Inicial; Relatividade; Teoria dos Campos Conceituais.

## Resumo expandido

Os professores de Física em formação inicial lidam com todas as grandes áreas da Física, desde a física newtoniana até a mecânica quântica, em caráter obrigatório. Entretanto, não é unanimidade nos cursos de formação de professores de Física a disciplina de Relatividade, mesmo que esta componha uma grande área do conhecimento físico e seja bem consolidada na comunidade científica, possuindo grande influência tanto na Física como em áreas de desenvolvimento de tecnologias, e até mesmo na filosofia (ÖZCAN, 2017).

Portanto, é possível analisar uma lacuna na formação desses professores, uma vez que tal formação exige que o professor se sinta à vontade para trabalhar com conhecimentos que permeiam a Física Moderna, como descrito:

'Além dos conteúdos da Física Clássica que tradicionalmente são ensinados, é fundamental, hoje, que também sejam trabalhados, na escola, os conhecimentos gerados pelos físicos a partir do início do século vinte, denominados geralmente de Física Moderna e Contemporânea. O cotidiano gera novos desafios que, cada vez mais, requerem uma boa preparação do cidadão, incluindo-se aí uma noção das áreas científicas' (WOLFF & MORS, 2006, p. 49).

Quando analisamos as produções científicas de ensino de Física, mesmo que em relação a outros tópicos haja um certo déficit, existe um número considerável de trabalhos voltados para o ensino de Relatividade em nível médio (OSTERMANN & RICH, 2002; KÖHNLEIN & PEDUZZI, 2005; WOLFF, 2005). Entretanto, é escasso o número de pesquisas direcionadas para o ensino de Relatividade na formação inicial de professores de Física.

Diante desse cenário, o presente trabalho realiza uma análise do referencial adotado pelos professores nas disciplinas de Relatividade e construímos uma abordagem diferente da forma como a Relatividade é trabalhada nos cursos de graduação e nos livros (RINDLER, 2006; SCHUTZ, 2009; TAYLOR & WHEELER, 1992; NUSSENZVEIG, 1998). Faz-se uma construção da invariância, que começa na concepção aristotélica, passando pela concepção galileana até chegar na concepção relativística de mundo, relacionando o conceito de invariância com o conceito de simultaneidade, uma vez que ambos estão intimamente associados. Para a construção da argumentação da quantidade física que é invariante, utiliza-se fundamentalmente o livro General Relativity from A to B (GEROCH, 1978), do físico

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

estadunidense Robert Geroch, que é um livro com uma abordagem quase que estritamente conceitual da Relatividade. Já quando discut-se a simultaneidade e o seu papel no desenvolvimento da invariância na Física, utiliza-se como norteador o livro Concepts of Simultaneity: from Antiquity to Einstein and Beyond (JAMMER, 2006), do físico e filósofo da Física israelita Max Jammer, que faz uma construção histórica do conceito de simultaneidade.

Posteriormente, este trabalho associa as construções lógica e cronológica dos conceitos de Relatividade com a teoria dos campos conceituais de Vergnaud (VERGNAUD, 1990; id. 1996; id., 1998; id., 2009; MOREIRA, 2002). Esta teoria, que é pautada na conceitualização, nas situações e nos esquemas construídos pelo estudante (MOREIRA, 2002; SOUSA & FÁVERO, 2002; SANTOS et al, 2019; CUSTÓDIO & REZENDE JUNIOR, 2003), confere uma possibilidade de construção de estratégias didáticas que foquem na conceitualização, que é fundamental para a teoria da Relatividade.

## Referências

GEROCH, R. General Relativity from A to B. Chicago: University of Chicago , 1978.

JAMMER, M. Concepts of simultaneity: From antiquity to Einstein and beyond. Baltimore: The Johns Hopkins University Press , 2006.

KÖHNLEIN, J. F. K.; PEDUZZI L.O.Q. Uma discussão sobre a natureza da ciência no Ensino Médio: um exemplo com a Teoria da Relatividade Restrita. In: Caderno Brasileiro de Ensino de Física 22 , v.22, n.1: p. 36-70, 2005.

MOREIRA, M. A. A teoria dos campos conceituais de Vergnaud, o ensino de ciências e a pesquisa nesta área. Investigações em Ensino de Ciências , v. 7, n. 1, 2002.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica, vol. 4: ótica, relatividade, física quântica. 1ª ed. reimpr. São Paulo - SP: Edgard Blücher , 1998.

OSTERMANN, F.; RICCi, T. F. Relatividade restrita no Ensino Médio: contração de Lorentz-Fritzgerald e aparência visual de objetos relativísticos em livros didáticos de Física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física . v. 19, n. 2, p. 176-190, 2002.

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ÖZCAN, Özgür. Examining the students' understanding level towards the concepts of special theory of relativity. Problems of Education in the 21 st century . vol. 75, n. 3, 2017.

REZENDE JR., M. F.; CUSTÓDIO, J. F. A teoria dos campos conceituais de Vergnaud: considerações para propostas de inserção da física moderna no ensino médio. In: IV ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS . Anais. Bauru, 2004.

RINDLER, W. Relativity: Special, General, and Cosmological. Oxford: Oxford Science Publications , 2006.

SANTOS, A. V.; FONTANA, R.; RODRIGUES, J.; MEGGIOLAR, G. P. Uma na matemática no ensino médio: an

aplicação de campos conceituais no ensino interdisciplinar de astronomia na física e applicationfieldsofconceptualteachingofastronomyininterdisciplinaryphysicsandmathe maticsinsecondary education. Areté , Manaus, v. 12, n. 26, p. 183-198, ago. 2019.

Disponível em: http://periodicos.uea.edu.br/index.php/arete/article/view/1674. Acesso em: 05 de fevereiro de 2021.

SCHUTZ, B. A first course in general relativity. Cambridge: Cambridge University Press , 2nd ed., 2009.

SOUZA, C. M. S. G.; FÁVERO, M. H. Análise de uma situação de resolução de problemas de física, em situação de interlocução entre um especialista e um novato, à luz da teoria dos campos conceituais de Vergnaud. Investigações em Ensino de Ciências , v. 7, n. 1, p. 55-75, 2002.

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VERGNAUD, G. A trama dos campos conceituais na construção dos conhecimentos. Revista do GEMPA , Porto Alegre, n. 4, p. 9-19, 1996.

VERGNAUD. G. La théorie des champs conceptuels. Recherches en Didactique des Mathématiques , v. 10 (23): p. 133-170, 1990.

VERGNAUD, G. The theory of conceptual fields, Human Development , v. 52, p. 8394, 2009.

WOLFF, J. F. S.; MORS, P. M. Relatividade: a passagem do enfoque galileano para a visão de Einstein. Textos de apoio aos professores de Física, Rio Grande do Sul, v. 16 n. 5, 2005.

WOLFF, J. F. S.; MORS, P. M. Relatividade no ensino médio: uma experiência com motivação na história. Experiências em Ensino de Ciências , Cuiabá, v. 1, n.1, p. 14-22, 2006. Disponível em:

<http://if.ufmt.br/eenci/artigos/Artigo\_ID15/pdf/2006\_1\_1\_15.pdf>. Acesso em: 16 de dezembro de 2020.

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Texto extraído automaticamente do PDF: podem existir erros de conversão, especialmente em fórmulas, tabelas e figuras.