A programação como ferramenta para o ensino de Física: aprendizagem sobre força por meio do Scratch.

Essa tese apresenta uma investigação sobre a transição do conhecimento intuitivo para o científico do conceito físico de força. Aplicada a estudantes da 1ª série do ensino médio de um colégio da rede federal de ensino do Rio de Janeiro, a investigação compreende uma estratégia de ensino inovadora desenvolvida pelo autor em parceria com sua orientadora. Esta estratégia consiste na execução de desafios de construção de simulações de física através da utilização de uma linguagem de programação em blocos: o Scratch. Nesse contexto, a aprendizagem dos conceitos abordados é concebida como um processo que implica na evolução de um traço latente, fundamentado em Teorias de Complexidade Hierárquica de Desenvolvimento Cognitivo e na transição do conhecimento intuitivo para o formal, alicerçada na Teoria do Conhecimento em Pedaços de diSessa. Baseada na metodologia mista de análise, a pesquisa compreendeu três etapas: (1) construção e validação dos instrumentos utilizados na pesquisa, (2) aplicação da intervenção educacional para os estudantes, (3) análise qualitativa e quantitativa dos dados coletados. Na validação dos desafios de simulação e dos testes em três camadas, realizadas na primeira etapa, participaram 41 professores, licenciados ou bacharéis, de física e pesquisadores da área de ensino de ciências, além de 493 estudantes das Redes Federal e Estadual do Rio de Janeiro e Salvador. A aplicação da intervenção contou com a participação de 87 estudantes. Durante esse processo foram coletados dados através da execução de tarefas de construção de simulação, testes em três camadas, questionários de engajamento, de auto avaliação e diário de bordo. Embora tenha sido feito gravações de tela e vídeos, esses dados não foram analisados nessa tese. Por fim foi utilizado o método misto de análise que envolveu, além da análise qualitativa do diário de bordo, questionários de engajamento e auto avaliação, uma robusta análise quantitativa baseada em modelos probabilísticos e na modelagem Rasch. Como primeira contribuição deste ...