PESQUISA DO TIPO ESTADO DA ARTE SOBRE CONCEPÇÕES PRÉVIAS EM MECÂNICA CLÁSSICA

## PESQUISA DO TIPO ESTADO DA ARTE SOBRE CONCEPÇÕES PRÉVIAS EM MECÂNICA CLÁSSICA

## Bruno Akira Minamihara Watanabe 1 , Vitória Ribeiro Baldim 2 , Guilherme Stecca Marcom³

1 IFGW/DFA/UNICAMP, b195007@dac.unicamp.br

2 IFGW/DFA/UNICAMP, v245694@dac.unicamp.br

3 IFGW/DFA/UNICAMP, marcomgs@unicamp.br

## Resumo

No que se refere à pesquisa brasileira em Educação em Ciências, estudos na área de concepções prévias (espontâneas, intuitivas, alternativas e congêneres) vêm se desenvolvendo desde a década de 1970, tornando-se umas das principais linhas de pesquisa nesse campo. O presente trabalho tem como objetivo apresentar o resultado parcial de uma pesquisa do tipo Estado da Arte que visa categorizar e catalogar as principais concepções espontâneas presentes em artigos de quatro periódicos (dois nacionais e dois internacionais). Nesta versão parcial estarão presentes os dados referentes aos periódicos nacionais, nominalmente o Caderno Brasileiro de Ensino de Física (CBEF) e a Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF). O trabalho foi guiado pelo fichamento de artigos publicados entre 1980 e 2023, referentes a concepções espontâneas em física na área da mecânica clássica, seguindo um conjunto de descritores. Disso, foi feita uma análise de dados e uma discussão sobre os resultados obtidos.

Palavras-chave : Estado da Arte, Concepções Prévias, Mecânica

## Introdução

O presente trabalho se fundamenta em uma pesquisa do tipo Estado da Arte a fim de categorizar e catalogar as principais concepções prévias dentro da mecânica clássica presentes em artigos de quatro periódicos (dois nacionais e dois internacionais). Os periódicos escolhidos foram: Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Revista Brasileira de Ensino de Física, Physical Review Physics Education Research e Physics Teacher.

O trabalho é um resultado parcial dessa pesquisa e usará apenas artigos dos periódicos nacionais dos anos de 1980 até 2023. A pesquisa do tipo Estado da Arte foi guiada a partir dos seguintes descritores: ano de publicação, local em que a pesquisa foi feita, palavras-chave, população envolvida, conceitos envolvidos, instrumento utilizado no levantamento de dados, principais concepções prévias encontradas e termos usados para se referir às concepções prévias.

## Revisão Bibliográfica

As concepções prévias, chamadas também de concepções espontâneas, intuitivas ou alternativas, são conceitos e ideias que existem na mente das pessoas que explicam fenômenos da natureza. Essas concepções são fruto das vivências pessoais e do cotidiano das pessoas e não vêm de uma instrução formal ou explicação científica (Arruda e Villani, 1994). O tema de concepções prévias se tornou um tópico de muito interesse nas pesquisas na área de ensino de ciências no final dos anos 70.

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

Pesquisas sobre concepções prévias foram muito importantes para alimentar as discussões sobre como os estudantes aprendem sobre ciência (Nardi e Gatti, 2005; Roth, 2008). De forma geral, havia a visão de que os aprendizes passavam por algum tipo de desenvolvimento conceitual, em que as concepções prévias mudavam para novas concepções através de uma aprendizagem formal e científica. Os estudos desses desenvolvimentos conceituais foram muito incentivados a partir de trabalhos da filosofia da ciência que questionavam como se dava o processo de aprendizagem. Tendo como principal referência Thomas Kuhn e sua visão de Desenvolvimento Científico.

Segundo Kuhn, o Desenvolvimento Científico era um processo que se dava a partir da transição entre dois momentos: o da "ciência normal" e o da "revolução científica". Durante a ciência normal, as pessoas conseguiam explicar os fenômenos da natureza a partir de um conjunto de concepções bem estabelecido chamado de "paradigma" (Kuhn, 1962). Conforme surgiam questionamentos e problemas que os paradigmas vigentes não conseguiam explicar, surgia também a necessidade de haver uma mudança de paradigmas, uma revolução científica. Durante o período de revolução científica, os paradigmas vigentes eram substituídos ou atualizados por novos paradigmas a fim de conseguir explicar os novos problemas (idem, 1962). Para Kuhn, o processo de mudança conceitual científica se dava através desse processo que se repetia com o passar do tempo e avanço científico.

A partir dos trabalhos de Kuhn, foram surgindo teorias de como funcionava a aprendizagem científica das pessoas. Alguns autores acreditavam que o processo de aprendizagem se dava através do abandono das concepções prévias e incorporação das concepções científicas, que eram consideradas mais corretas. Esse processo é conhecido como Modelo de Mudança Conceitual (Posner et al., 1982).

No Modelo de Mudança Conceitual, o processo de mudança conceitual acontecia de forma muito semelhante ao Desenvolvimento Científico de Kuhn. Posner et al. (1982) propuseram que havia um momento de "assimilação" e um momento de "acomodação" análogos aos períodos de "ciência normal" e "revolução científica", respectivamente. Já o papel desempenhado pelos paradigmas é feito pela ecologia conceitual , conceito apresentado por Toulmin (1972), ou seja, o conjunto de ideias que o aprendiz já possui no instante da aprendizagem (Arruda e Villani, 1994). Segundo a teoria da mudança conceitual, a aprendizagem ocorreria como um inquérito: primeiramente o indivíduo deve identificar o problema e depois utilizar os conceitos existentes para lidar com o problema; essa fase é chamada de assimilação. Já a acomodação ocorre após a assimilação, quando os conceitos existentes não são suficientes para lidar com o fenômeno, sendo assim os indivíduos devem mudar ou reorganizar seus conceitos centrais para poderem lidar com o problema. Para os pesquisadores que se associam à teoria da Mudança Conceitual, a escola deveria ser o local onde as concepções científicas seriam adquiridas, evitando-se reforçar as concepções prévias. Esses pesquisadores consideram que, além da escola, o grupo social tem grande influência no surgimento de tais ideias alternativas, pensamento também compartilhado pelos autores que trabalham com a Noção de Perfil Conceitual (Mortimer, 1996).

O modelo de Mortimer trabalha com a ideia de que o indivíduo pode usar diferentes formas de pensar em diferentes domínios; e a possibilidade de que a construção de uma nova ideia possa, em algumas situações, ocorrer independentemente das ideias prévias e não necessariamente como uma acomodação de estruturas conceituais já

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existentes (idem, 1996; 2000). Nesta perspectiva, os autores consideram que as concepções prévias deveriam ser mantidas durante o processo de aprendizagem formal e que elas deveriam coexistir com as concepções científicas novas. Isso possibilita o uso de ambas as concepções para diferentes cenários e situações, sem a necessidade de abandonar uma concepção a fim de priorizar outra. Sendo assim, a noção de perfil conceitual trabalha com a ideia de que, tanto o conhecimento científico quanto o senso comum, convivem juntos e são utilizados de acordo com a situação em que o indivíduo está vivenciando (Marcom; Megid Neto, 2013; Mortimer, 1996).

Um modelo teórico mais recente que se diferencia dos outros dois é o modelo da Evolução Conceitual, proposto por Moreira e Greca (2003). Este modelo trabalha com a noção de que o desenvolvimento conceitual deve ser feito a partir de uma aprendizagem significativa. Assim, o modelo propõe uma evolução das concepções prévias até as concepções científicas por meio de estratégias que usam uma aprendizagem significativa (idem, 2003). Diferentemente do modelo de Mudança Conceitual, a Evolução Conceitual trabalha com pequenas mudanças intermediárias e graduais. Isso traz o caráter 'evolutivo' neste modelo de desenvolvimento conceitual.

Autores como Pozo e Crespo (2009) atribuem a origem das concepções prévias ao mundo sensorial, sendo ela a fonte mais consistente dessas concepções. Ainda segundo esses autores, outra origem observada desse tipo de concepção é diretamente relacionada aos Jogos de Linguagem de cada cultura. Existe também a origem escolar, nas quais as concepções surgem a partir de analogias feitas para a apresentação do conceito ou conhecimento científico. Sendo assim, as fontes das concepções prévias são dadas a partir da cultura em que o indivíduo está inserido, assim como de suas experiências sensoriais próprias (idem, 2009).

É notável que uma das dificuldades do processo de ensino-aprendizagem é conciliar as concepções prévias com os conceitos científicos apresentados nas escolas. Essa dificuldade pode ser observada, por exemplo, na manutenção das concepções prévias de alunos de graduação de física (Henderson, 2002). Esses alunos que tiveram um processo formal de aprendizagem de conceitos físicos frequentemente retornam às concepções prévias ao responder perguntas básicas de mecânica clássica (idem, 2002; Barroso, 2018). Isso por si só mostra a complexidade do processo de mudança conceitual e como as concepções prévias em mecânica clássica são um objeto de estudo que merece atenção especial (Wells et al., 2020).

## Metodologia

Os critérios de seleção dos artigos foram determinados primeiramente pela possibilidade de acesso e download gratuito dos artigos nas páginas dos periódicos (Marcom; Megid Neto, 2013). Em segundo lugar, selecionamos os periódicos classificados no estrato A1 do Qualis CAPES segundo a avaliação 2017 - 2022. Com base nisso, os periódicos selecionados foram: Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Revista Brasileira de Ensino de Física, Physical Review Physics Education Research e Physics Teacher. No entanto, como este trabalho é um resultado parcial, apenas os periódicos nacionais foram analisados.

Para a seleção dos artigos, optamos em não realizar busca bibliográfica por intermédio de palavras-chave, e sim ler os títulos dos artigos nos sumários de cada número de periódico (Marcom; Megid Neto, 2013). A partir disso, identificar se o trabalho abrangia

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estudos sobre concepções prévias (espontâneas, alternativas, intuitivas entre outras denominações) de estudantes, a nível de Ensino Médio ou Superior. Quando necessário, lemos também o resumo do artigo para dirimir alguma dúvida. Desses artigos, foram selecionados aqueles que trabalham especificamente com concepções prévias de mecânica clássica. Procura-se artigos que foram publicados em um período de 1980 até 2023, dado que as pesquisas sobre concepções prévias se popularizaram no final dos anos 70.

Os artigos selecionados foram então lidos e fichados a partir dos seguintes descritores: Nome do Artigo, Ano de Publicação, Autores, Local da Pesquisa, População Envolvida, Instrumento de Coleta de Dados, Temas da Mecânica Abordados, Concepções Prévias Identificadas, Termos Usados.

## Resultados

Dentre os 40 volumes publicados do CBEF e 45 volumes publicados da RBEF, foram selecionados 8 e 16 artigos, respectivamente, que se encaixavam nos pré-requisitos descritos na Metodologia, como pode ser visto no Quadro 01. Apesar de outros artigos abordarem o tema das concepções prévias, a maioria não tocava no tema da mecânica clássica, que foi o foco da pesquisa, e trazia discussões e pesquisas feitas sobre áreas de eletromagnetismo, óptica e termodinâmica.

Considerando o histórico do tema de concepções prévias, é interessante notar que durante as décadas de 1980, 1990 e 2000, a quantidade de artigos publicados permaneceu próxima. No entanto, houve uma considerável queda a partir de 2011 e não houve nenhum artigo publicado depois de 2020, como pode ser visto no Quadro 02.

Quadro 01: Número de artigos sobre concepções prévias em mecânica publicados entre 1980 e 2023.

Quadro 02: Número de artigos publicados por período.

No que se diz respeito ao local onde as pesquisas foram feitas, foram identificados diversos estados do Brasil e pesquisas feitas na Venezuela e na Espanha, como pode ser visto no Quadro 03.

Quadro 02: Número de artigos sobre concepções prévias publicados por estado.

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É interessante ainda analisar a população envolvida nas pesquisas. Dado que um dos pré-requisitos da seleção de artigos era selecionar apenas aqueles que olhavam para o Ensino Médio e Ensino Superior, não houve artigos sobre as concepções prévias a nível do Ensino Fundamental (I e II). Dito isso, a quantidade de artigos que abordaram o Ensino Médio e Ensino Superior foram, respectivamente, 15 e 7. Além disso, houve um artigo que tratava de concepções prévias em EJA. Nota-se também que houve um artigo que tratava especificamente das concepções prévias de movimento e repouso para uma pessoa deficiente visual total.

Quadro 04: Quantidade de artigos publicados por nível de ensino.

Em relação ao tipo de instrumento para a coleta de dados, questionários, entrevistas e revisão bibliográfica se mostraram como sendo os únicos métodos. A proporção dos artigos com esses instrumentos pode ser vista no Quadro 05. Um ponto interessante a ser destacado é que artigos em que foi feito o uso exclusivo de questionários tinham uma atenção maior para o diagnóstico das concepções prévias e era aplicado para um grande número de pessoas. Enquanto isso, os artigos que exclusivamente faziam entrevistas tinham uma preocupação maior com o raciocínio por trás das concepções, e eram feitas com grupos menores de pessoas.

Quadro 05: Tipos de instrumentos utilizados no levantamento de concepções prévias.

É importante também analisarmos quais foram as concepções prévias identificadas nos artigos. Como cada artigo podia tratar de mais de uma concepção prévia de formas diferentes, optamos por listar as concepções de uma forma mais abrangente:

-  Proporcionalidade entre força e velocidade;
-  Associação de que se existe movimento então existe força (e vice-versa);
-  Indiferenciação entre força e energia cinética;
-  Desigualdade na intensidade de forças em um par ação e reação;
-  Indiferenciação entre peso e massa.

Finalmente, é preciso olhar para a pluralidade de termos usados nos artigos. Já é uma discussão antiga qual é o termo mais apropriado para se referir às concepções prévias (alternativas, espontâneas, intuitivas etc.). Durante o fichamento foi notado o uso de mais de um termo de forma intercambiável dentro de cada artigo, evidenciando que para os fins das pesquisas em questão, o termo utilizado não tinha uma importância significativa. Dito isso, analisamos em quantos artigos as seguintes palavras-chave apareceram ao se referir às concepções prévias:

-  'Espontâneas': 12 artigos;
-  'Alternativas': 9 artigos;
-  'Intuitivas': 7 artigos;
-  'Prévias': 2 artigos;
-  'Não-científicas': 2 artigos

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## Considerações Finais

Este trabalho mapeou algumas tendências nas pesquisas de concepções prévias em mecânica clássica publicadas em dois grandes periódicos nacionais de ensino de física. É notável que o tema das concepções prévias se mostrou cada vez menos presente desde a década de 80. Além disso, há uma grande quantidade de pesquisas na área que fazem uso de questionários para identificar as concepções prévias mais comuns.

Identificou-se nesse trabalho que ao compararmos a quantidade de artigos sobre concepções prévias em mecânica publicados pelo CBEF e pela RBEF, é possível ver que a RBEF publicou duas vezes mais que o CBEF. Associamos esse fato ao foco e ao público desse periódico.

Por fim, vale relembrar que este trabalho é o resultado parcial de um estudo maior que analisará ainda dois periódicos internacionais. Esperamos que com esse acervo internacional seja possível comparar a tendência da pesquisa no Brasil e fora dele. Entender como essa área de pesquisa se manifesta com o passar dos anos em diferentes lugares é uma tarefa importante para saber como ela se desenvolverá nos próximos anos e quais são as lacunas que existem para se aprofundar na pesquisa.

## Referências

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