Uma investigação sobre a aprendizagem dos conceitos deevidência no laboratório escolar

Essa tese retoma a discussão sobre as atividades práticas realizadas no laboratório escolar e o que os estudantes podem aprender ao realizá-las. Propomos que conhecimento procedimental mobilizado pelos estudantes durante a realização de uma atividade prática seja composto por habilidades manuais e técnicas práticas, além de diversos conceitos que influenciam suas ações. Esses conceitos de evidência referem-se aos conceitos, raciocínios e habilidades necessárias para, além de se coletar dados confiáveis e válidos, organizá-los, trata-los e interpretá-los apropriadamente para serem utilizados na avaliação de evidências, hipóteses e explicações. O objetivo desse trabalho é compreender como se desenvolve a compreensão dos estudantes sobre o processo de experimentação e suas habilidades em resolver problemas práticos. Também estamos interessados em identificar como o pensamento epistemológico e a compreensão dos estudantes sobre a natureza da ciência e do conhecimento científico se desenvolvem ao longo de um ano letivo no qual serão desenvolvidas atividades específicas, integralizadas ao currículo normal de Física. Participaram da pesquisa 250 alunos do 1º ano do ensino médio de uma escola pública federal. Este estudo foi desenhado utilizando-se a estratégia do pré/pós-teste e acompanhamento de várias atividades. Vários instrumentos de lápis e papel foram desenvolvidos e aplicados nas semanas iniciais do ano letivo. Tais instrumentos eram compostos por questionários com questões abertas e fechadas, questionário tipo Likert e testes específicos. As atividades de duas turmas foram acompanhadas, com registro em vídeo das atividades práticas realizadas por grupos de estudantes. Alguns estudantes foram entrevistados individualmente e outros em grupo. Podemos afirmar que, de forma geral, as atividades desenvolvidas contribuíram para o desenvolvimento de uma compreensão mais sofisticada dos conceitos de evidências, pois, em toda a análise, o desempenho dos estudantes no pós-teste foi superior ao do pré-teste, embora em alguns itens analisados as diferenças não fossem estatisticamente significantes. Porém, poucas modificações puderam ser identificadas entre o pré e o pós-teste sobre as concepções dos estudantes sobre a natureza da ciência. Com base nesses e nos demais resultados obtidos, discutimos as implicações educacionais da pesquisa para o ensino de ciências e apontamos novas possibilidades de pesquisa na área.This thesis reviews the discussions about practical work and what students can learn by engaging in doing practical activities. A model for the kinds of knowledge students have to learn and mobilize in order to conduct laboratory work successfully is presented and used to assess students learning from lab work along a full school year. According to this model, procedural knowledge mobilized by students while conducting practical work is best conceived as composed of skills and techniques, and conceptual knowledge that affect their actions and thinking. The concepts of evidence refer either to conceptual knowledge needed to gather reliable and valid data, or to organize the information collected and interpret them properly to be assess the quality of evidence, to test hypothesis and explanations. The main aim of this work is to understand how students understanding about the process of experimentation develops, as well as their practical problem solving skills. We are also interested in identify how students epistemological knowledge and understanding of aspects related to the nature of science change along their first year of studying physics as a separate subject in secondary school. This is the first time that students have systematic laboratory activities. 250 students from the first year of a Brazilian Federal Middle School, corresponding to year 9 of compulsory education, took part in the study. A set of written tests were answered in the third and fourth weeks of the course, and repeated at the end of the school year. Besides that, several practical activities of two classes were observed and videorecorded. A small part of the students was interviewed either individually or in small groups. Based on the analyses conducted we argue that the engagement of students in practical activities contributed to promote their development of more sophisticated understandings of the concepts of evidence. In fact, in general, students showed better achievement in the posttests, although in a limited number of specific tests statistically significance was reached. Concerning the understanding of aspects of the nature of science, changes were limited and modest, a result not surprising taking into account the vast research literature about the theme, and for the fact that it was not a main purpose of the physics course. Based on these results, we discuss the implications for the teaching and the research on physics and science education