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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9FVFQX| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Invariantes operatórios na transição entre dois campos conceituais: o caso do tempo relativo |
| Authors: | Gabriel Dias de Carvalho Júnior |
| First Advisor: | Orlando Gomes de Aguiar Junior |
| First Co-advisor: | Silvia parrat Dayan |
| First Referee: | Mikael Rezende Frank Junior |
| Second Referee: | Regina Helena de Freitas Campos |
| Third Referee: | Helder de Figueiredo e Paula |
| Abstract: | Esta tese teve como questão de pesquisa: de que maneira os estudantes organizam seus conhecimentos em ação para construir a noção de tempo relativo e como utilizam essa noção para reconhecer as situações onde ela é necessária para resolver os problemas apresentados? Investigamos a construção da noção de tempo relativo a partir da transição entre a Mecânica Clássica e a Teoria da Relatividade Restrita. Para isso, foi aplicada uma sequência didática cuja ênfase estava no estudo da relatividade do movimento e como o aparecimento da Teoria da Relatividade exigiu uma mudança no estatuto epistemológico do tempo. A pesquisa foi aplicada em 16 horas-aula em uma sala de aula de terceira série do ensino médio de uma escola pública federal. As atividades de intervenção didática foram diversificadas (exposição teórica por parte do professor, leitura de textos, utilização de recursos audiovisuais, debate entre os estudantes e discussão em pequenos grupos). O quadro teórico foi a Teoria dos Campos Conceituais de Gérard Vergnaud. Além disso, promovemos uma articulação entre as ideias de Vergnaud e a formulação de esquema em Piaget, assim como utilizamos as pesquisas deste último sobre a construção da noção de tempo. Analisamos as trajetórias cognitivas de cinco estudantes no processo de construção do tempo relativo. Assim, investigamos a evolução dos invariantes operatórios utilizados pelos estudantes. Assim, concluímos que a compreensão do tempo relativo está ligada a um quadro mais amplo, que engloba as noções de movimento e velocidade. Nesse sentido, destacamos três pontos principais: (1) Conceber o tempo como um schème permite analisar as modificações necessárias nos invariantes operatórios necessários para que um sujeito dê conta das novidades trazidas pela Teoria da Relatividade. (2) Para que seja possível operar com conceitos da Relatividade, o sujeito deve realizar a assimilação recíproca entre os schèmes de tempo e de movimento. (3) O estudo da Teoria da Relatividade forneceu um novo contexto para a utilização do schème de movimento e permitiu a ocorrência de reformulações nos invariantes operatórios para alguns estudantes. |
| Abstract: | This thesis had as main research question: how do students organize their knowledge in action in order to build the notion of time and how do they use this notion to recognize situations where it is necessary to solve the problems? We investigate the construction of the notion of relative time from the transition between the Classical Mechanics and Special Theory of Relativity. For this, we applied a didactic sequence whose emphasis was on the study of relativity of motion and how the Theory of Relativity demanded a change in the epistemological status of time. The research was carried out in 16 class hours in a classroom of third grade of high school from a public school. The didactic activities were diversified (theoretical exposition by the teacher, reading texts, use of audiovisual resources, debate and discussion among students in small groups). The theoretical framework was the Theory of Conceptual Fields by Gérard Vergnaud. In addition, we promote a link between Vergnaud's ideas and the Piaget's formulation of schème , as well we used its researches on the construction of the notion of time. We analyze the cognitive trajectories of five students in the process or construction of the relative time . Thus, we investigated the evolution of operational invariants used by students. Thus, we conclude that understanding the relative time is linked to a broader framework that encompasses the notions of movement and speed. In this regard, we highlight three main points: (1) Considering time as a schème allows us to analyze the necessary changes in operational invariants required for an individual realizes the novelties brought by the Theory of Relativity. (2) To be able to operate with concepts of relativity, the subject must carry out mutual assimilation between the schèmes of time and motion. (3) The study the Theory of Relativity provided a new context for the schèmes of motion and it allowed the occurrence of reformulations in operational invariants for some students. |
| Subject: | Educação Espaço e tempo Relatividade (Física) Fisica Estudo e ensino |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9FVFQX |
| Issue Date: | 26-Nov-2013 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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