Explorando as dificuldades de aprendizagem de conceitos físicos em uma abordagem investigativa: uma perspectiva pela teoria dos campos conceituais de vergnaud

O estudo sobre novas abordagens para ensinar Ciências tornou-se importante para entender de que forma estas novas metodologias podem potencializar o aprendizado dos aprendizes. Neste contexto, a abordagem investigativa e a abordagem STEAM vem ganhando cada vez mais força e notoriedade na literatura da pesquisa na área. A fim de averiguar as potencialidades dessas abordagens para o ensino de Física em turmas do Ensino Médio, a oficina intitulada “Construindo um Músculo Artificial” foi criada pelo projeto de extensão Ciência em Foco, vinculado à Faculdade de Física da Universidade Federal do Pará e ao Núcleo de Estudos REPENSE. Por ser de cunho interdisciplinar, a oficina tem como vertentes três áreas da ciência: Biologia, Física e Biofísica – que são abordadas em três momentos distintos. Durante as primeiras implementações da oficina, ao serem abordados conceitos matemáticos atrelados aos conceitos físicos que estavam sendo trabalhados (Lei de Hooke), ficou evidente a grande dificuldade dos participantes: entender a proporcionalidade entre grandezas físicas. A partir desta observação, buscou-se entender a raiz do problema e, após a realização de um levantamento bibliográfico sobre o processo de ensinoaprendizagem tendo como fundamentação teórica o desenvolvimento cognitivo, chegou-se à teoria cognitivista neopiagetiana chamada Teoria dos Campos Conceituais, proposta por Gérard Vergnaud. Assim, neste trabalho tendo como base a teoria de Vergnaud, foram analisados: 1. Os campos conceituais das chamadas “estruturas multiplicativas”, que estão relacionadas aos conhecimentos que envolvem conceitos matemáticos na Física (proporcionalidade); 2. A configuração de um campo conceitual, sendo descrita por quatro pilares (conceitos, situações, esquemas e invariantes operatórios) cujo seu domínio requer tempo e experiência adquirida; 3. A construção do conhecimento científico através de experiências pessoais do aprendiz. Na aplicação da oficina no modelo on-line, foram identificados conceitos e situações inerentes à construção matemática da Lei de Hooke. Os resultados se deram por meio da análise das discussões dialéticas orais entre os participantes e os aplicadores da oficina. Por meio das respostas aos questionários aplicados ao final de cada momento e destas discussões durante toda a oficina, houve indícios de que os participantes melhoraram seu domínio dos conceitos abordados, demonstrando as potencialidades do uso de abordagem investigativa e STEAM no ensino de conceitos de ciências.