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EXPERIÊNCIA PIBID FÍSICA NO IFB – PROJETO DE FILOSOFIA E HISTÓRIA DA CIÊNCIA

Amanda De Araujo Clifford, Lucas Almeida Benevides, João Yago Araújo Da Costa, Vanessa Carvalho De Andrade, Marcos Ribeiro Rabelo De Sá

Evento
Simpósio Nacional de Ensino de Física ↗ (SNEF)
Edição
XXVI
Ano
2025
Data
24/01/2025
Linha de pesquisa
História, Filosofia E Sociologia Da Ciência No Ensino De Físicacódigo De Apresentação
Tipo
Comunicação

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Texto completo

## EXPERIÊNCIA PIBID FÍSICA NO IFB - PROJETO DE FILOSOFIA E HISTÓRIA DA CIÊNCIA

Amanda de Araujo Clifford 1 , João Yago Araújo da Costa 2 , Lucas Almeida Benevides 3 , Vanessa Carvalho de Andrade 4 , Marcos Ribeiro Rabelo de Sá 5

- 1 Universidade de Brasília, amanda.clifford00@gmail.com
- 2 Universidade de Brasília, joao.yago.fisica@gmail.com
- 3 Universidade de Brasília, lucasbenevideslab@gmail.com
- 4 Universidade de Brasília, Instituto de Física, vcandrade@unb.br

5 IFB Campus Recanto das Emas, marcos.sa@ifb.edu.br

## Resumo

No período de 2023 a 2024, três estudantes desenvolveram, pelo PIBID-Física da UnB, um trabalho no IFB do Recanto das Emas. Baseado na bibliografia 'Evolução das ideias da física' (Pires, 2011), elaborou-se uma oficina sobre a filosofia e história da ciência e fez-se uma apresentação expositiva intercalada com dinâmicas práticas. Aplicou-se a oficina em duas oportunidades. Com o objetivo de esclarecer que a ciência é um produto histórico-social do contexto na qual se insere e mostrar aos alunos o processo de evolução do conhecimento e desenvolvimento da ciência, a utilização da didática de História e Filosofia da Ciência é capaz de promover aprendizagem significativa e aulas mais dinâmicas, melhorando o interesse do aluno (Martins, 2007; Cunha 2019). De maneira geral, os alunos participantes demonstraram bastante interesse e engajamento com as dinâmicas, discussões e trabalhos apresentados por eles. Tais comportamentos e resultados obtidos através da aprendizagem criativa (Resnick, 2020) e aprendizagem significativa (Moreira, 2020) trazem questionamentos sobre a forma de lecionar conteúdos de história e filosofia da ciência e/ou sobre os conteúdos tradicionais da matéria de física.

Palavras-chave : Filosofia; História; Física.

## Introdução

- O Projeto de História e Filosofia da Ciência (HFC) foi uma ação desenvolvida durante a execução do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID), subprojeto da Física, no Instituto Federal de Brasília (IFB) no campus Recanto das Emas. O intuito do projeto foi (1) mostrar aos alunos que a ciência é um produto histórico do contexto que ela está inserida, pois esta é influência do período histórico e cultural na qual está inserida, de acordo com Moura (2014, p. 34); e (2) evidenciar como ocorreu o processo de evolução e desenvolvimento da ciência que se tem atualmente, enfatizando que há ciência a ser realizada e descobertas a serem feitas. Esta segunda motivação se deu devido ao fato que a ciência ensinada, principalmente no Ensino Médio, está presa nos séculos passados (Carvalho, 2013). Diversos alunos demonstram interesse em aprender sobre a física moderna e contemporânea, mas os conteúdos ministrados costumam ser rígidos, apresentando aos alunos apenas a física 'antiga'.

A inclusão dos conteúdos de HFC no IFB foi incentivada pelas competências e habilidades no ensino de ciências da natureza, dispostas na Base Nacional Comum Curricular (BNCC), principalmente no que tange a contextualização social, histórica e cultural da ciência e da tecnologia assim como o incentivo de práticas

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

investigativas e reflexivas da ciência (BNCC, 2018, p. 547). A partir disso, é possível trabalhar com aspectos interdisciplinares da ciência (Cunha, 2019; Martins, 2007), e relacioná-los ao ensino de física, além de incentivar o pensamento crítico dos alunos.

Autores como Martins (2007), afirmam que a inserção de HFC no conteúdo regular de ensino pode trazer benefícios significativos, devido a fatores como deixar a aula mais dinâmica e possibilitar um melhor entendimento de que o período histórico-cultural molda a ciência a ser feita. Já para o professor, permite melhorar estratégicas didáticas em sala de aula, facilitando o entendimento do conteúdo abordado. Em complementação, Cunha (2019) também afirma que:

'A História e Filosofia da Ciência proporciona para os alunos uma aula dinâmica, onde os princípios do processo cognitivo são respeitados, ou seja, apresenta não só a solução do problema, mas leva os alunos até o momento anterior à concepção da solução, para assim inseri-los na problemática e só então propor a solução, realizando as etapas que caracterizam o ciclo de equilibração' (CUNHA, 2019, p. 21).

A equilibração, conceito desenvolvido por Piaget (1970), ocorre quando o aluno entra em contato com um conhecimento novo, o que o leva a refletir, adaptar e, muitas vezes, desconstruir conceitos prévios, alcançando um novo equilíbrio. Nesse sentido, o projeto HFC visou agregar conhecimento aos alunos por meio da desconstrução de conceitos prévios sobre a ciência, especialmente a física. A bibliografia básica do projeto incluiu o livro 'Evolução das Ideias da Física' (PIRES, 2011) e o programa da disciplina "Evolução das Ideias da Física" da Universidade Federal de Sergipe 1 . Alguns tópicos, como o Eletromagnetismo, precisaram ser adaptados devido à limitação de tempo e ao nível de conhecimento dos alunos, que estavam no 1º ano do Ensino Médio. A adaptação consistiu em uma apresentação breve e mais dialogada sobre o tema, utilizando a metodologia do Grupo de Reelaboração do Ensino de Física (GREF, 1993), que considera a construção do conhecimento a partir das concepções pré-existentes dos alunos, moldadas por suas experiências cotidianas.

Inicialmente, o projeto HFC foi pensado para ser uma oficina no contraturno escolar aplicada uma vez a cada semestre escolar, tendo em vista maior disponibilidade de tempo para abordar os assuntos e maior liberdade curricular. Contudo, houve baixa aderência e participação dos alunos no período da tarde, pois muitos alunos precisavam trabalhar ou não tinham recursos financeiros ou alimentícios para ficar na escola no turno vespertino. Desta maneira, buscou-se adaptar o planejamento inicial, através da inserção do projeto no período regular de aulas, pela manhã. As adaptações dos conteúdos, metodologias e dinâmicas foram pensadas em reuniões entre os pibidianos e o professor supervisor, pois o ambiente escolar é dinâmico e considerou-se, portanto, comportamentos e necessidades específicas de cada turma.

Assim, durante o ano de 2023, aplicou-se o projeto de HFC duas vezes, sendo a 1 a Aplicação no contraturno escolar com duração de cinco encontros com duração de três horas cada; e a 2 a Aplicação período regular das aulas matutinas, composta de três encontros com duração de 1 hora e 40 minutos. Com relação ao número de estudantes participantes, a primeira aplicação teve participação efetiva

1

https://dfi.ufs.br/uploads/page\_attach/path/5935/FISI0287\_-\_EVOLU\_\_O\_DAS\_IDEIAS\_DA\_F\_SICA.pdf

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de 4 alunos e a segunda aplicação ocorreu em três turmas de primeiro ano com média de 35 alunos em cada turma.

## Metodologia

De maneira geral, buscou-se apresentar um ou dois capítulos do livro base em cada encontro através de slides por meio de discussões dialogadas e absortas, contando com a intervenção direta dos estudantes. Além disso, motivados pela 'cultura maker' de ensino (Resnick, 2020), incentivada pelo professor de física do Instituto, que considera o estudante como protagonista de seu próprio desenvolvimento e constitui o agente responsável pela ação de pensar, foi necessário mesclar teoria com experimentações e interações de pares (entre os próprios alunos) para que os alunos ficassem motivados a aprender sobre a ciência em seus vários aspectos. Dessa forma, desenvolvido pelos pibidianos o 'Momento Quiz ' que consistiu em um conjunto de perguntas de múltipla escolha ou abertas e reflexivas sobre o conteúdo abordado e sobre aplicações no cotidiano, o qual os alunos puderam participar e debater a respeito do que foi apresentado. Essa mini-atividade teve o intuito de ser uma atividade de avaliação e/ou aplicação que, conforme apresenta Carvalho (2013), é utilizada como forma de mensurar o quanto do conhecimento foi absorvido pelos alunos e os pontos que não ficaram claros para eles. A seguir apresenta-se uma tabela comparativa dos conteúdos abordados em cada aplicação juntamente com a metodologia utilizada nos respectivos encontros.

Tabela 1: Comparação entre conteúdos e metodologia em cada aplicação.

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Fonte : Elaboração dos próprios autores, 2024.

Ao longo das duas aplicações, o intuito foi criar uma forma conceitual e histórica de se abordar a ciência, apoiada por experimentos, atividades lúdicas ou em outros recursos educacionais, sem muita recorrência ao rigor matemático que, pode ser visto como empecilho para o entendimento da Física, segundo Pietrocola (2002), já que costuma 'espantar' os alunos das áreas de exatas e, particularmente, da Física.

- O encontro 0 na 1 a Aplicação teve por objetivo atrair a atenção dos estudantes a fim de garantir sua participação no projeto e, com este propósito reproduziu-se o primeiro episódio da série Cosmos com o astrofísico Neil deGrasse Tyson. Nesse dia, o total de alunos participantes chegou a 10, porém, esse número não se manteve ao longo do projeto.

No Encontro 1, na 1ª Aplicação, foi construída uma linha do tempo de filósofos e suas ideias, com foco nas civilizações Egípcia, Babilônica, Árabe e principalmente na Grega, abordando pensadores como Tales de Mileto, Anaximandro, Platão e Aristóteles. Os alunos realizaram o experimento de Eratóstenes para medir o raio da Terra utilizando geometria básica, replicando-o com a medição da sombra de um prédio do Instituto Federal de Brasília (IFB). A atividade teve como objetivo trabalhar o "trabalho em pares" da aprendizagem criativa de Resnick (2020), estimulando a colaboração entre os alunos, o pensamento crítico e a aplicação prática dos conceitos em situações cotidianas. Na 2ª Aplicação, a discussão sobre a ciência na antiguidade foi resumida, com ênfase na Idade Média, marcada pela queda do Império Romano e pela dominação da Igreja Católica, o que impactou a produção científica e filosófica, seguida pelo Renascimento. Além de Galileu, Descartes e Newton, destacaram-se outras formas de conhecimento, como a astronomia indígena brasileira e a contribuição científica árabe, desconstruindo a visão eurocêntrica da ciência e ampliando os horizontes dos alunos, como apontado por Videira (2007). A curiosidade gerada nas discussões sobre a astronomia indígena ajudou a expandir o conhecimento dos estudantes.

No Encontro 2, na 1ª Aplicação, abordou-se a Física na Idade Média e a nova astronomia, destacando nomes como Santo Agostinho, Jean Buridan, Nicolau Oresme e Ockham, e comparando suas teorias com as de Aristóteles. A aula também mencionou brevemente a era Renascentista, com ênfase em Copérnico, Galileu Galilei, Descartes e Bacon. Durante os Momentos Quiz , os alunos refletiram sobre o pensamento da época e como ele ainda persiste em algumas ideias atuais. Já na 2 a aplicação, houve uma retomada de alguns nomes importantes da Era Renascentista para dar início à ciência na idade moderna, abordando nomes como Plank, Marie Curie e Hubble. A escolha de apresentar personagens científicos da física moderna e contemporânea veio do próprio interesse dos alunos com a física quântica ou a relatividade, e queríamos demonstrar que a ciência ainda é um produto a ser feito e que está em desenvolvimento até hoje.

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Perto do final do encontro, aplicou-se uma atividade interativa com materiais de baixo custo, juntamente com as discussões históricas sobre a Cosmologia discutidas anteriormente. Os alunos marcaram pontos nos balões, representando estrelas, e ao inflá-los, observaram que os pontos se afastam, o que os levou a associar o experimento à visão de Hubble sobre a expansão do universo. A atividade gerou um debate sobre se o universo estava se expandindo ou era estático, recuperando visões de Newton sobre a finitude ou infinitude do universo. O objetivo foi fazer os alunos assimilarem teorias científicas de forma lúdica, alinhando-se à ideia de Piaget de que o conhecimento é construído pela interação com o meio, de maneira que 'todo o pensamento se origina na ação' (FERRACIOLI, 1999, p. 181).

Por fim, nos minutos finais foi passado o trabalho final deste projeto aos alunos, em que eles deveriam formar grupos e apresentar sobre os temas pré-definidos pelos pibidianos, quais sejam: (1) Demócrito, (2) Copérnico, (3) Schrodinger, (4) Hawking, (5) mitologia africana; (6) três cientistas brasileiros e (7) três cientistas mulheres. A escolha desses temas e personagens científicos decorreu de sua importância para a evolução histórica da ciência, além da disseminação de conhecimentos de outras culturas e sobre cientistas de nosso próprio país. Os critérios de avaliação também foram apresentados aos alunos, sendo levado em consideração a abordagem do contexto histórico referente ao tema, criatividade ao elaborar uma dinâmica a respeito do tema, domínio do conteúdo e apresentação geral do trabalho. Durante a explicação do trabalho aos alunos, enfatizou-se o fator da criatividade, pois diante da cultura maker esse fator, assim como o 'aprender fazendo' proporcionam um melhor aprendizado (Resnick, 2020).

No Encontro 3 da 1ª Aplicação, finalizou-se o tema do Renascimento, abordando Newton e suas teorias sobre o Universo, o que levou os alunos à reflexão sobre a finitude do mesmo. Também foram tratados conteúdos de física moderna e contemporânea, atendendo ao interesse dos alunos pela física quântica e a relatividade de Einstein. Além disso, um aluno demonstrou grande interesse por Stephen Hawking, o que motivou a introdução simplificada de conceitos como o teorema das cascas e a finitude do universo, além de uma breve apresentação sobre a história e as teorias de Hawking. O "dever de casa" foi pesquisar mais sobre o físico e suas descobertas. A aula teve um formato expositivo dialogado, pois os alunos do primeiro ano não possuíam conhecimento prévio suficiente sobre física moderna. Foi utilizada a metodologia do GREF, que parte das concepções prévias dos alunos, muitas vezes influenciadas por filmes ou séries de ficção científica, para construir novos conhecimentos.

No Encontro 4 da 1 a Aplicação, a aula foi reservada para que os alunos apresentassem suas pesquisas, sobre alguém importante ou algum fato curioso, para a turma, de forma que o único critério a ser cumprido era possuir relação com o tema do projeto: História e Filosofia da Ciências. A primeira aluna a apresentar abordou o Confucionismo, suas características, qual a relação entre a ciência da época com filosofia e/ou história e a razão dela ter escolhido este tema. O segundo aluno abordou o Egito antigo e o processo de mumificação, a razão da escolha do tema e a relação entre o projeto e sua pesquisa. A terceira aluna apresentou um poema chamado: 'Planetas e Tempo', que tratou a astronomia de uma maneira romântica e, para complementar, pintou um quadro que representava seu poema, mostrado no quadro 1 a seguir.

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Quadro 01: Poema e desenho que uma das alunas apresentou.

## Poema da aluna:

'Quem dera se nós morássemos em Saturno. Assim como ele, meu amor por você é 9 vezes maior que a Terra. O problema é que o tempo em Saturno passa mais rápido. Talvez pudéssemos ir para Júpiter, onde o tempo passa lentamente. Mas ainda sim gostaria de colocar pelo menos um anel em seu dedo.'

Pintura feita pela aluna:

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Fonte: elaboração de aluna do IFB do 1° ano, 2023.

Na Epistemologia Genética de Piaget (1970), o conhecimento é construído de forma ativa pelo indivíduo, especialmente crianças e adolescentes, que devem aplicar o que aprenderam para consolidar e gerar novos questionamentos. Essa ideia é alinhada ao conceito de "espiral do conhecimento" de Resnick (2020), que descreve um processo em cinco fases: imaginar, criar, brincar, compartilhar e refletir. Na primeira fase, os alunos planejam suas atividades, experimentam e, ao compartilhar os resultados com colegas e professores, recebem feedback . Esse ciclo estimula a criatividade, o interesse e a dedicação ao aprendizado.

O Encontro 3 da 2ª Aplicação também promoveu trabalhos criativos, embora a metodologia de avaliação tenha sido mais rigorosa. Cada grupo teve cerca de 15 minutos para apresentar, e enquanto alguns não inovaram nos slides ou na apresentação e não trouxeram elementos práticos que conectassem a teoria à prática, outros se destacaram pela originalidade. Um exemplo notável foi um grupo que criou uma maquete sobre a dupla hélice do DNA para apresentar a cientista Rosalind Franklin. O trabalho mais criativo foi de um grupo que, ao abordar três mulheres cientistas, simulou uma apresentação de jornal, com uma aluna como apresentadora e as outras como Katherine Johnson, Flora de Pablo e Sônia Guimarães. O grupo se dedicou ao figurino e à atuação, fazendo as cientistas ganharem vida na sala de aula, e contou de forma envolvente as conquistas e histórias de vida dessas mulheres.

Figura 02: Maquete do DNA (à esquerda) e apresentação teatral sobre mulheres na ciência (à direita).

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Fonte: Alunos do IFB, 2023.

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## Resultados

Findada a 1 a Aplicação, os pibidianos disponibilizaram uma pesquisa de feedback através do Google Forms para entender a satisfação dos alunos com o projeto. De maneira geral, os alunos participantes afirmaram gostar do projeto e, principalmente, das dinâmicas e dos Momentos Quiz durante as apresentações de slides. Também foi perguntado aos alunos 'Você gostaria de escrever algum elogio, sugestão para os próximos projetos ou reclamação?', que resultou nos seguintes relatos de experiência dos alunos: Aluno 1: 'Gostei muito dos professores, mas não tenho nenhuma reclamação'. Aluno 2: 'Vocês são incríveis, foi muito divertido o tempinho que passei com vocês e espero fazer muito mais. Aprendi bastante coisa em pouquíssimo tempo, então posso dizer que foi efetivo!'. Aluno 3: 'Ser um pouco mais divulgado, porque é um projeto sensacional de mudar nossa visão do mundo das exatas, o que eu tenho de colega com preconceito assim dizendo da física ou da matemática que se visse isso ia mudar sua visão para essas áreas'.

Já com relação ao feedback dos alunos na 2 a Aplicação, foi entregue um pedaço de papel para que os alunos escrevessem, de forma anônima, suas críticas, sugestões e elogios sobre a implantação do projeto em sala de aula. Obtivemos respostas como 'Gostei bastante da aula de hoje, achei legal e interessante o experimento do balão', Gostei bastante da apresentação das mulheres na ciência', 'Amei a dinâmica de apresentações dos trabalhos', incrível, mesmo com um monte de professor a aula fica mais divertida que o normal. Uma sugestão é vocês continuarem com aulas mais dinâmicas, é isso'. Tais feedbacks nas duas aplicações mostram a importância de se abordar História e Filosofia da Ciência, relacionado ao ensino de física, tendo em vista a necessidade de contextualização histórico-social, exigida pelas recentes reformas educacionais (MARTINS, 2007, p. 115).

## Considerações finais

O projeto apresentado teve como base a ideia de que a ciência é um produto de seu contexto histórico-social e é influenciada por perspectivas da antropologia da ciência. Seu objetivo foi romper com a visão eurocêntrica da ciência, mostrando seu desenvolvimento ao longo dos séculos como um processo coletivo e social, e não uma conquista individual. Buscou-se, assim, difundir a ideia de que a produção científica se deu de formas alternativas e diversas ao longo da história. Os resultados indicam que o projeto alcançou esse objetivo. Durante o desenvolvimento do projeto, observou-se o engajamento dos alunos, suas curiosidades e formas de participação. Esse interesse revelou que o modelo tradicional de ensino de ciências pode ser pouco atraente e restritivo, limitando a criatividade e a expressão dos alunos. A introdução de aspectos da cultura Maker e o protagonismo estudantil estimularam um alto nível de engajamento em sala de aula. A criatividade se tornou essencial, permitindo que os alunos conectassem a ciência com outras áreas do conhecimento, como artes e teatro, ampliando a interdisciplinaridade. O projeto de HFC se mostrou uma alternativa metodológica eficaz para tornar as aulas mais dinâmicas e melhorar o processo de aprendizagem dos estudantes.

As metodologias e experimentos adotados no projeto foram influenciados pela falta de material didático adequado para apoiar as atividades. Dessa forma, surgiu a ideia de desenvolver materiais didáticos específicos para auxiliar professores de ensino médio na aplicação integral ou parcial do projeto em sala de aula, alinhando-se às competências e habilidades previstas na BNCC e contribuindo para a formação crítica dos estudantes.

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Por fim, destaca-se que as experiências vividas durante a realização do projeto superaram as expectativas tanto dos pibidianos quanto do professor de física, que observou um aumento no interesse dos alunos pelas aulas de física após a execução do projeto.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Base nacional comum curricular. Brasília, Disponível em:

&lt;https://www.gov.br/mec/pt-br/escola-em-tempo-integral/BNCC\_EI\_EF\_110518\_vers aofinal.pdf &gt;. Acesso em: 10 nov. 2024.

CARVALHO, Ana M. Ensino de Ciências por Investigação: condições para implementação em sala de aula. Câmara Brasileira de Livros, São Paulo, 2013.

CUNHA, Emanuel Régis de Pontes. História e Filosofia da Ciência no ensino de Física. 2019.

DO ENSINO, GREF-Grupo de Reelaboração; DE REELABORAÇÃO, Grupo. Física 3: eletromagnetismo . São Paulo: EDUSP, 1993.

FERRACIOLI, Laércio. Aspectos da construção do conhecimento e da aprendizagem na obra de Piaget. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 16, n. 2, p. 180-194, 1999.

MARTINS, André Ferrer Pinto. História e filosofia da ciência no ensino: há muitas pedras nesse caminho. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 24, n. 1, p. 112-131, 2007.

MOURA, Breno Arsioli. O que é natureza da Ciência e qual sua relação com a História e Filosofia da Ciência?. Revista Brasileira de História da ciência , v. 7, n. 1, p. 32-46, 2014.

PIAGET, J. . Epistemologia Genética. Petrópolis: Vozes, 1970.

PIETROCOLA, Maurício. A matemática como estruturante do conhecimento físico. Caderno brasileiro de ensino de física , v. 19, n. 1, p. 93-114, 2002.

PIRES, Antonio Sergio Teixeira. Evolução das ideias da Física. Liv. da Física, 2011.

PROGRAMA DE DISCIPLINA. Universidade Federal de Sergipe. Disponível em:&lt;https://dfi.ufs.br/uploads/page\_attach/path/5935/FISI0287\_-\_EVOLU\_\_O\_DAS\_ IDEIAS\_DA\_F\_SICA.pdf &gt;. Acesso em:10 mai. de 2023.

RESNICK, Mitchel. Jardim de infância para a vida toda: por uma aprendizagem criativa, mão na massa e relevante para todos. Penso Editora, 2020.

STANDING UP IN THE MILKY WAY. In: Cosmos: A Spacetime Odissey. Criação de Ann Druyan e Steven Soter. Direção de Brannon Braga. Estados Unidos: NGC, 2014. 44 minutos, son., color. Temporada 1, episódio 1. Série exibida pela 21st Century Fox. Acesso em: Junho de 2023.

VIDEIRA, Antonio Augusto Passos. Historiografia e história da ciência. 2007.

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