RESUMEN: Los individuos proactivos buscan conscientemente desarrollar autoconocimiento sobre sus acciones y comportamientos para alcanzar sus objetivos. Cuando mejoran sus habilidades autorregulatorias, aumentan su motivación para aprender y persistir en su formación académica. Motivación es un factor fundamental en el proceso de aprendizaje, ya que influye en la decisión del alumno de persistir o desistir. Además, se considera que creencias de autoeficacia, sentido de pertenencia y percepción de la relevancia del plan de estudios también influyen en esta decisión y son considerados predictores de la persistencia estudiantil. Con base en los modelos de Zimmerman, Rosario y Tinto, investigamos la autorregulación académica y su relación con la intención de persistencia y otros constructos. Se recopilaron los datos a través de un cuestionario en línea, que consta de preguntas afirmativas sobre i. la adopción de conductas de autorregulación; ii. creencias de autoeficacia para la autorregulación y el aprendizaje de Física; y iii. el sentido de pertenencia, percepción de relevancia curricular y intención de persistir. El cuestionario fue administrado a 140 estudiantes de cursos de Física, de los cuales 76 se identificaron como hombres y 64 como mujeres, con edades comprendidas entre 17 y 58 años. Los datos se analizaron mediante análisis descriptivo, análisis de correlación y regresión lineal. Los resultados evidencian que los estudiantes tienden a adoptar con mayor frecuencia comportamientos autorregulatorios relacionados con la fase de evaluación que con la de planificación. También, identificamos correlaciones significativas entre la intención de persistencia y los demás constructos. RESUMEN objetivos autorregulatorias desistir Además estudiantil Zimmerman Tinto constructos línea i ii Física iii 14 7 6 mujeres 1 5 años descriptivo lineal planificación También

ABSTRACT: Proactive individuals consciously seek to develop self-awareness regarding their actions and behaviors to accomplish their goals. As they enhance their self-regulatory skills, they boost their motivation to learn and persist through their undergraduate studies. Motivation is a fundamental element in the learning process, influencing the student’s decision to persist or dropout. Moreover, beliefs in self-efficacy, sense of belonging, and perception of curricular relevance also impact this decision, being considered predictors of student persistence. Based on the models of Zimmerman, Rosário, and Tinto, we investigated academic self-regulation and its relationship with persistence intention and other constructs. The data was collected through an online questionnaire, consisting of affirmative questions about i. the adoption of self-regulatory behaviors; ii. Self-efficacy beliefs for self-regulation and learning Physics; and iii. The sense of belonging, perception of curricular relevance and intention to persist. The questionnaire was administered to 140 students of Physics courses, among whom 76 identified as men and 64 as women, with ages ranging between 17 and 58 years old. The data was analyzes using descriptive analysis, correlation analysis and linear regression. The results indicate that students tend to adopt self-regulatory behaviors related to the evaluation phase more frequently than those related to the planning phase. We have also identified significant correlations between the intention to persist and other constructs. ABSTRACT selfawareness self awareness goals selfregulatory regulatory skills studies process s dropout Moreover selfefficacy, selfefficacy efficacy, efficacy self-efficacy belonging Zimmerman Rosário Tinto selfregulation regulation constructs i ii Selfefficacy Self iii 14 courses 7 6 women 1 5 old regression

RESUMO: Indivíduos proativos buscam conscientemente desenvolver autoconhecimento sobre suas ações e comportamentos para atingir seus objetivos. Quando eles melhoram suas habilidades autorregulatórias, aumentam sua motivação para aprender e persistir na graduação. A motivação é um elemento essencial no processo de aprendizagem, influenciando a decisão do aluno de persistir ou evadir. Além disso, crenças de autoeficácia, senso de pertencimento e percepção da relevância curricular também afetam essa decisão, sendo considerados preditores da persistência estudantil. Com base nos modelos de Zimmerman, Rosário e Tinto, investigamos a autorregulação acadêmica e sua relação com a intenção de persistência e demais construtos. Os dados foram coletados por meio de um questionário on-line, composto por questões afirmativas sobre i. a adoção de comportamentos autorregulatórios; ii. as crenças de autoeficácia para autorregulação e para aprender Física; e iii. o senso de pertencimento, percepção da relevância curricular e intenção de persistência. O questionário foi aplicado a 140 estudantes de cursos de Física, dos quais 76 se identificaram como homens e 64 como mulheres, com idades variando entre 17 e 58 anos. Os dados forma analisados por meio de análises descritivas, análise de correlação e de regressão linear. Os resultados mostram que os estudantes tendem a adotar com maior frequência comportamentos autorregulatórios relacionados à fase de avaliação do que de planejamento. Também identificamos correlações significativas entre a intenção de persistência e os demais construtos. RESUMO objetivos autorregulatórias graduação aprendizagem evadir disso estudantil Zimmerman Tinto construtos online, online on line, line on-line i ii Física iii 14 7 6 mulheres 1 5 anos descritivas linear planejamento

In introductory approaches to Mechanics, whether in higher education or basic education, discussions regarding the distinctions between the concepts of inertial and non-inertial frames of reference tend to be confined to Dynamics, especially with the establishment of Newton’s laws, devoid of experimental analyses. Nevertheless, the notion of a frame of reference holds paramount significance for the characterization of motion, even within the strict purview of Kinematics. In this context, we aspire to underpin the concepts of inertial and non-inertial frames of reference through the exploration of an educational experimental activity conducted via video analysis. Specifically, we inquire into the motion of a small sphere in three situations of relative motion between two frames of reference: uniform rectilinear motion; uniformly accelerated rectilinear motion, with ace-location and velocity in the same direction; and uniformly accelerated rectilinear motion, with acceleration and velocity in opposite directions. We derive a kinematic description grounded in Galilean Relativity’s Principle and the transformation relationships between inertial and non-inertial frames of reference, in addition to the adjustments of the motion curves acquired through video analysis. We proffer the notion that other facets such as scale invariance, temporal simultaneity, and inquiries related to the historical development of the concepts of reference frame and absolute and relative motion can also be addressed in the discussions surrounding the proposed experiments. Mechanics noninertial non Dynamics Newtons Newton s laws analyses Nevertheless Kinematics context analysis Specifically acelocation ace location direction directions Relativitys Relativity invariance simultaneity experiments

Nas abordagens introdutórias de Mecânica, seja no ensino superior ou na educação básica, as discussões em torno das diferenças entre os conceitos de referencial inercial e não inercial costumam ser restritas à Dinâmica, especialmente com a definição das leis de Newton, sem análises experimentais. No entanto, a noção de referencial é fundamental para a caracterização dos movimentos, mesmo que do ponto de vista estrito da Cinemática. Neste contexto, objetivamos fundamentar os conceitos de referencial inercial e não inercial a partir da exploração de uma atividade experimental com fins didáticos desenvolvida por meio de videoanálise. Especificamente, investigamos o lançamento de uma pequena bola em três situações de movimento relativo entre dois referenciais: movimento retilíneo uniforme; movimento retilíneo uniformemente variado, com aceleração e velocidade de mesmo sentido; e movimento retilíneo uniformemente variado, com aceleração e velocidade em sentidos opostos. Obtemos uma descrição cinemática embasada no Princípio de Relatividade de Galileu e nas relações de transformação entre referenciais inerciais e não inerciais, além dos ajustes das curvas de movimento obtidas pela videoanálise. Sugerimos que outros aspectos, como: invariância de escala, simultaneidade no tempo, e questões históricas relacionadas aos conceitos de referencial, movimento absoluto e relativo, possam ser encaminhadas nas discussões dos experimentos propostos. Mecânica básica Dinâmica Newton experimentais entanto movimentos Cinemática contexto videoanálise Especificamente uniforme variado sentido opostos aspectos como escala tempo propostos

In a general sense, it can be understood that the objectives of didactic units are associated either with the promotion of conceptual and procedural learning (typical of Physics Education) or with the development of epistemic aspects (such as understanding the Nature of Science) and socioemotional skills. Although all these dimensions are important, it is rare to find works that integrate the different fields. In the present study, we propose a didactic unit with the aim of promoting conceptual, epistemic, and procedural learning regarding Fourier’s Heat Equation. In the proposed activity, three moments are constructed: a first moment in which students work with a primary historical source and analyze it using the concept of scientific hypothesis; a second moment in which a computational model for a heated rod is constructed; and a third moment in which the data from an experiment heating a rod are contrasted with predictions of the theoretical model constructed in the computational modeling. We provide in the appendix and in links available throughout the text all the necessary materials for the implementation of the unit. We hope, with this, to contribute to a more organic Physics Education, in which different dimensions of learning are integrated into the same pedagogical proposal. sense typical Education such Science skills important fields study Fouriers Fourier s Equation activity hypothesis modeling hope this proposal

De uma forma geral, pode-se entender que os objetivos de unidades didáticas estão associados ou à promoção da aprendizagem conceitual e procedimental (o que é tipicamente trabalhado no Ensino de Física) ou ao desenvolvimento de aspectos epistêmicos (como entender a Natureza da Ciência) e socioemocionais. Embora todas essas dimensões sejam importantes, dificilmente encontramos trabalhamos que integrem os diferentes campos. No presente trabalho, propomos uma unidade didática com o objetivo de promover aprendizagem conceitual, epistêmica e procedimental em relação à Equação do Calor de Fourier. Na atividade proposta, três momentos são construídos: um primeiro momento em que os alunos trabalham com uma fonte histórica primária e a analisam utilizando o conceito de hipótese científica; um segundo, em que se constrói um modelo computacional para uma barra aquecida; e um terceiro, em que os dados de um experimento de aquecimento de uma barra são contrastados com predições do modelo teórico construídas na modelagem computacional. Fornecemos no apêndice e em links disponibilizados ao longo do texto todos os materiais necessários para implementação da unidade. Esperamos, com isso, contribuir para um Ensino de Física mais orgânico, em que diferentes dimensões da aprendizagem sejam integradas em uma mesma proposta pedagógica. geral podese pode como Ciência socioemocionais importantes campos trabalho Fourier construídos científica segundo aquecida terceiro Esperamos isso orgânico pedagógica

When we teach Physics, mainly in High School and in the context of teacher training, the aim is to teach, in addition to physical concepts, aspects of the nature of science (what is science, what differentiates science from other forms of knowledge, how science impacts society). Doing so is a huge challenge, as it may imply a choice between emphasizing more conceptual and mathematical elements, or making the discussion more philosophical. Our objective is to present a proposal for the analysis of historical texts with a didactic purpose, in order to allow the exploration of Physics (the conceptual and mathematical aspects) at the same time that epistemic and social aspects of science are discussed. In this sense, we propose, in this article, an alternative to explore history with the aim of highlighting a little analyzed element about the nature of Science: the role of scientific hypotheses in the construction of knowledge. We assume that every statement whose content exceeds the empirical content of a research can be considered a hypothesis. Seeking to establish an analysis proposal with didactic purposes, we propose a categorization of scientific hypotheses regarding their nature (cosmovisive, ontological or representational) and regarding their logical role in the construction of Science (initial axioms, hypotheses assumed later or derivations). Finally, we exemplify the application of this framework in the analysis of historical episodes that led to the Heat Equation and Schrödinger’s Equation, examples that could be adopted in the context of Physics teacher education, suggesting that research based on the proposed approach be developed in the future. training concepts knowledge society. society . society) challenge elements philosophical purpose discussed sense article hypothesis purposes cosmovisive, cosmovisive (cosmovisive representational initial axioms derivations. derivations derivations) Finally Schrödingers Schrödinger s education future

Ao ensinar Física, principalmente na Educação Básica e no contexto de formação de professores, tem-se por objetivo ensinar, além dos conceitos físicos, aspectos sobre a natureza da ciência (o que é ciência, o que diferencia ciência de outras formas de conhecimento, como a ciência impacta a sociedade). Fazer isso é um enorme desafio, pois pode implicar uma escolha entre enfatizar elementos conceituais e matemáticos, ou fazer uma discussão mais filosófica. Nosso objetivo é apresentar uma proposta de análise de textos históricos com finalidade didática, a fim de permitir que se explore a Física (os aspectos conceituais e matemáticos) ao mesmo tempo em que são discutidos aspectos epistêmicos e sociais da ciência. Nesse sentido, propomos, neste artigo, uma alternativa para explorar a história com o objetivo de evidenciar um elemento pouco analisado sobre a natureza da Ciência: o papel das hipóteses científicas na construção do conhecimento. Assumimos que toda afirmação cujo conteúdo excede o conteúdo empírico de uma pesquisa pode ser considerada uma hipótese. Procurando estabelecer uma proposta de análise com fins didáticos, propomos uma categorização das hipóteses científicas quanto à natureza delas (cosmovisivas, ontológicas ou representacionais) e quanto ao papel lógico delas na construção da Ciência (axiomas iniciais, hipóteses assumidas posteriormente ou derivações). Por fim, exemplificamos a aplicação dessa estrutura na análise dos episódios históricos que deram origem à Equação do Calor e à Equação de Schrödinger, exemplos que poderiam ser adotados no contexto de formação de professores de Física, sugerindo que pesquisas pautadas pela proposta apresentada sejam desenvolvidas futuramente. temse tem físicos conhecimento sociedade. sociedade . sociedade) desafio matemáticos filosófica didática os sentido artigo hipótese didáticos cosmovisivas, cosmovisivas (cosmovisivas representacionais axiomas iniciais derivações. derivações derivações) Schrödinger futuramente

Undergraduate Physics courses has one of the highest dropout rates in Brazilian universities. To face this problem, it is necessary a deep understanding of the causes that lead students to withdraw or persist in their undergraduate courses. Despite empirical research, the validation of a theoretical model that explains dropout and student persistence in the Brazilian context is a current challenge for researchers in the field. In this paper, we evaluate the suitability of the Tinto’s Persistence Motivation Model, developed in the United States of America, to represent the scenario of an undergraduate Physics course at a Brazilian public university. We carried out a quantitative study from data collected with a questionnaire answered by 168 undergraduate students. The questionnaire brings up statements related to the predictors of student persistence according to the Tinto model (academic self-efficacy, sense of belonging and perception of curricular relevance) and the self-declared intention of persistence. Statistically significant correlations were identified between all constructs, endorsing the theory proposed by Tinto. The linear regression model was able to predict 37% of the variance of intention to persist. This indicates that the model partially represents the investigated setting. New studies must be done to identify other aspects that impact student persistence in the investigated context. universities problem research field paper Tintos s Model America university 16 academic selfefficacy, selfefficacy self efficacy, efficacy self-efficacy relevance selfdeclared declared constructs 37 setting 1 3

Os cursos de graduação em Física estão entre os que apresentam maiores índices de evasão nas universidades brasileiras. Para combater esse problema, é necessário um entendimento profundo das causas que levam os estudantes a evadirem ou persistirem em seus cursos. Apesar de serem conduzidas pesquisas empíricas nesse sentido, a validação de um modelo teórico que explique a evasão e a persistência estudantil no contexto brasileiro é um desafio atual para pesquisadores da área. Neste artigo, avaliamos a adequação do Modelo da Motivação da Persistência, desenvolvido por Vincent Tinto, para representar o cenário de um curso de licenciatura em Física de uma universidade pública brasileira. Para isso, desenvolvemos um estudo quantitativo a partir de dados coletados com um questionário respondido por 168 estudantes do curso. O questionário conta com assertivas relacionadas aos construtos preditores da persistência estudantil segundo o modelo do Tinto (crenças de autoeficácia, senso de pertencimento e percepção de relevância curricular) e à intenção autodeclarada de persistência. Foram identificadas correlações estatisticamente significativas entre todos os construtos, corroborando a teorização proposta por Tinto. O modelo de regressão linear construído foi capaz de predizer 37% da variância da intenção de persistência. Isso indica que o modelo representa parcialmente o cenário investigado. Novas pesquisas para identificar outros fatores que influenciam na persistência estudantil no contexto investigado precisam ser conduzidas. brasileiras problema sentido área artigo Persistência brasileira isso 16 crenças autoeficácia curricular 37 1 3

Demonstrating the existence of events that are hypersensitive to initial conditions, non-linear dynamics shook the bases of philosophy of Science, mainly in what refers to the predictive power of scientific knowledge. In educational context, however, deterministic chaos continues to be little explored, even in undergraduate courses, despite its potential to favor the learning of both scientific knowledge and central elements of philosophy of science. Proposing an alternative approach to the subject in teacher training courses, this article presents a didactic approach for teaching nonlinear dynamics using an online and open source application called Insight Maker, which allows the solving of differential equations by numerical integration and automated generation of graphs, requiring little programming knowledge. We discuss the notions of causality, determinism and predictability by analyzing two theoretical models of pendulums: the simple pendulum and the forced damped one. In the first situation, numerical integration of the equations of motion in Insight Maker shows that the phenomenon is, in principle, predictable, since its solutions have little sensitivity to small variations in the imposed initial conditions. The same did not occur with the forced damped pendulum. Using the same tool, we show that this phenomenon can present chaotic behavior due to variations in a system parameter. This was done both by applying a sensitivity test considering variations in the initial conditions and the indirect calculation of the Lyapunov exponent. We showed the so-called “islands of order” and highlighted the route to chaos via the period doubling cascade, conceptually exposing the role of the Feigenbaum number in nonlinear systems. non linear Science context however explored courses science graphs causality pendulums one situation is principle predictable tool parameter exponent socalled so islands order cascade systems

A dinâmica não-linear, demonstrando a existência de eventos hipersensíveis às condições iniciais, sacudiu as bases da filosofia da Ciência, principalmente no que remete ao poder preditivo do conhecimento científico. No contexto educacional, no entanto, o caos determinístico continua sendo pouco explorado, mesmo em cursos de graduação, apesar do seu potencial para favorecer a aprendizagem tanto de conceitos científicos quanto de elementos centrais da filosofia da Ciência. Propondo uma alternativa para a abordagem do tema em cursos de formação de professores, apresentamos neste artigo uma abordagem didática para o ensino de tópicos de dinâmica não-linear utilizando um aplicativo online e open source chamado Insight Maker, que permite a integração numérica e geração de gráficos de forma automatizada, requerendo poucos conhecimentos de programação. Debatemos as noções de determinismo e previsibilidade analisando dois modelos teóricos de pêndulos: o pêndulo simples e o amortecido forçado. Na primeira situação, a integração numérica das equações de movimento pelo Insight Maker mostra que o fenômeno é em princípio previsível, já que suas soluções têm pouca sensibilidade às pequenas variações nas condições iniciais impostas. O mesmo não ocorreu com o pêndulo amortecido forçado. Utilizando a mesma ferramenta, mostramos que esse fenômeno pode apresentar regime caótico em função de variações de um parâmetro do sistema. Isso foi feito tanto pelo teste de sensibilidade às condições iniciais quanto pela obtenção indireta do expoente de Lyapunov. Evidenciamos as chamadas “ilhas de ordem” e demos particular enfoque à rota para o caos via cascata de duplicação do período, expondo conceitualmente o papel do número de Feigenbaum em sistemas não-lineares. nãolinear, nãolinear linear, linear Ciência científico educacional entanto explorado graduação professores automatizada programação pêndulos forçado situação previsível impostas ferramenta sistema Lyapunov ilhas ordem período nãolineares. nãolineares lineares. lineares não-lineares

Recent studies in the field of Science education have shown promising results in integrating experimental and computational activities, promoting both the learning of concepts and theories, as well as the understanding of the representational nature of knowledge. However, despite this, traditional experimental laboratory practices continue to be carried out without connection to computational resources. In an effort to encourage the integrated exploration of experiments and computers in the teaching of Physics, we present a didactic alternative for designing and conducting activities in which the implications of uncertainties in experimentally collected data are simulated in computational models. To achieve this, we explore the open source software Tracker and Insight Maker, exemplifying the proposed approach with an analysis of the free fall paradox. We demonstrate that the computationally conducted analyses are consistent with experimental data, and argue that the resulting discussions promote both the learning of Physics concepts and laws, as well as experimental procedures related to controlling variables and analyzing empirical data. Finally, we emphasize that similar procedures to those adopted in this article could be used to investigate other physical objects and/or events. theories knowledge However resources models Maker paradox laws Finally andor or events

Estudos recentes da área de ensino de Ciências evidenciam bons resultados com a integração de atividades experimentais e computacionais, promovendo tanto a aprendizagem de conceitos e teorias como a compreensão do caráter representacional do conhecimento. A despeito disso, as práticas de laboratório experimental continuam sendo tradicionalmente realizadas sem conexão com recursos computacionais. Procurando incentivar a exploração de experimentos e computadores de forma integrada no ensino de Física, apresentamos uma alternativa didática para o delineamento e a condução de atividades em que as implicações das incertezas de dados coletados experimentalmente são simuladas em modelos computacionais. Para isso, exploramos os softwares livres Tracker e Insight Maker, exemplificando a abordagem proposta com uma análise do paradoxo de queda livre. Mostramos que as análises realizadas computacionalmente são consistentes com os dados experimentais, e argumentamos que as discussões realizadas têm potencial para proporcionar tanto a aprendizagem de conceitos e leis da Física, como de procedimentos experimentais relacionados com o controle de variáveis e a análise de dados empíricos. Encerramos destacando que procedimentos semelhantes aos adotados neste artigo poderiam ser utilizados na investigação de outros objetos e/ou eventos físicos. computacionais conhecimento disso Física isso Maker livre empíricos eou ou físicos

RESUMEN: Las dificultades para adaptarse al contexto universitario a menudo influyen en la motivación de los novatos para persistir. Un programa de mentoría, al paliar las dificultades en la transición a la Universidad, puede favorecer la persistencia. En base a esto, se realizó un estudio exploratorio en un programa de mentoría en la carrera de profesorado en Física en la Universidad Federal del Rio Grande do Sul (UFRGS). Con base en el Modelo de Motivación para la Persistencia del Estudiante, de Vincent Tinto, la investigación, realizada a través de la aplicación de un cuestionario y la realización de entrevistas, estuvo orientada por la siguiente pregunta de investigación: ¿Cómo influyen las acciones que promueven un programa de mentoría en la motivación para la persistencia de los estudiantes de la carrera de Física? Se identificó que las acciones pueden influir en las motivaciones de los estudiantes de primer año para persistir especialmente cuando los mentores: los prepararan para las evaluaciones; los proporcionan información sobre la carrera y la institución; y los inspiran y motivan a continuar en el grado. RESUMEN esto UFRGS. UFRGS . (UFRGS) Estudiante Tinto investigación entrevistas Cómo mentores evaluaciones institución grado (UFRGS

ABSTRACT: Difficulties in adapting to the university context often influence freshmen’s motivation to persist. A mentoring program can promote persistence by easing the difficulties in the transition to the University. Based on this, a exploratory study was carried out in a mentoring program in a physics teacher training undergraduate course, in the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS). For this, a questionnaire was applied and interviews were carried out based on the Vincent Tinto’s Model of Student Motivation and Persistence. The research was guided by the following research question: How the actions promoted by a mentoring program influence the motivation for the persistence of undergraduates in Physics? It was identified that the mentoring can influence freshmen’s motivations to persist especially when mentors: prepare them for assessments; provide course and institution information; and inspire and motivate the freshman to continue on to graduation. ABSTRACT freshmens freshmen s this UFRGS. UFRGS . (UFRGS) Tintos Tinto Persistence question Physics mentors assessments information graduation (UFRGS

RESUMO: Dificuldades de adaptação ao contexto universitário costumam influenciar a motivação para persistir dos calouros. Um programa de mentoria pode favorecer a persistência ao amenizar as dificuldades na transição para a Universidade. Partindo disso, realizou-se um estudo exploratório em um programa de mentoria no curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Fundamentada no Modelo de Motivação da Persistência do Estudante, de Vincent Tinto, a pesquisa, conduzida por meio da aplicação de um questionário e da realização de entrevistas, foi dirigida pela seguinte questão de pesquisa: Como as ações promovidas por um programa de mentoria influenciam na motivação para a persistência de licenciandos em Física? Identificou-se que as ações podem influenciar nas motivações para persistir dos calouros na medida em que, principalmente, os mentores: os preparam para avaliações; disponibilizam informações do curso e da instituição; e inspiram e motivam o calouro para continuar na graduação. RESUMO disso realizouse realizou se UFRGS. UFRGS . (UFRGS) Estudante Tinto pesquisa entrevistas Identificouse Identificou principalmente mentores avaliações instituição graduação (UFRGS

A Lei de Hooke costuma ser abordada em livros didáticos como um modelo do tipo caixa negra, em que a proporcionalidade entre a força aplicada em molas e as suas elongações não é explicada em termos de parâmetros do sistema investigado. Esse modelo teórico, apesar de ter grande valor didático, não possibilita a construção de respostas para perguntas como: De que modo as dimensões da mola influenciam na sua constante elástica? Neste artigo, procurando contribuir para a construção de respostas para perguntas como essa, apresentamos um modelo teórico para representar molas helicoidais em regime linear. Nele, a constante elástica de uma mola é predita em função das suas dimensões, do seu número de espiras e do módulo de cisalhamento do material do qual ela é produzida. O modelo teórico construído foi ainda contrastado empiricamente com o uso de três molas distintas, sendo que uma delas é uma mola de encadernação de plástico com baixo custo. As constantes elásticas dessas molas e de molas originadas da divisão delas foram medidas a partir de dados das forças realizadas nas suas extremidades em função das suas elongações. Dando suporte empírico ao modelo construído, os resultados mostraram que o módulo de cisalhamento das molas permanece constante frente à divisão delas, e que as constantes elásticas são inversamente proporcionais ao número de espiras das molas.

Hooke’s Law is usually approached in textbooks as a black box model, in which the proportionality between the applied force on springs and their deformation is not explained grounded on parameters about the investigated system. This theoretical model, despite of its great didactic value, does not allow the construction of answers to questions such as: How do the dimensions of the spring influence its elastic constant? In this article, seeking to contribute to the construction of answers to questions like this, we present a theoretical model to represent helical springs in a linear limit. In this model, the spring constant of a spring is predicted as a function of its dimensions, its number of turns and the shear modulus of the material from which it is produced. The theoretical model built was also empirically contrasted with the use of three different springs. One of them is a low-cost plastic spring. The elastic constants of these springs and of springs built from their split were measured from data about the forces acting in these springs and their deformations. Giving empirical support to the constructed model, the results showed that the shear modulus of the springs remains constant when splitting them, and that the elastic constants are inversely proportional to the number of coils of the springs.

RESUMO: Com o intuito de ampliar as discussões sobre a adoção dos Recursos Educacionais Abertos (REA) e o seu potencial emancipatório, o presente artigo aprofunda a reflexão teórica e filosófica sobre o que são os REA e sobre suas implicações sociais. A discussão é feita em três etapas: i) a relação dos REA com outros movimentos de código aberto; ii) a associação entre REA e os preceitos de uma educação emancipatória de Paulo Freire; iii) a projeção desses resultados na Teoria das Sociedades do Conhecimento de Nico Stehr. Como resultado dessa discussão, o artigo propõe o conceito de Capacidade de Ação Emancipatória, entendida como os conhecimentos, saberes e práticas que precisam ser mobilizados para indivíduos, ou grupos, se emanciparem. Assim, deseja-se contribuir para a defesa de que a superação das injustiças sociais passa pela incorporação, em especial na educação, das práticas e filosofias dos REA, incluindo a cultura livre, as tecnologias livres e a ciência aberta.

ABSTRACT: Aiming to broaden the discussion on the use of Open Educational Resources (OER) and its emancipatory potential, this article deepens the theoretical and philosophical reflection on what OER are and their social implications. The discussion takes place in three stages: i) the relationship of OER with others open-source movements; ii) the association between OER and Paulo Freire's emancipatory education precepts; iii) the projection of these results in Nico Stehr's Theory of Knowledge Societies. Based on this discussion, the article proposes the concept of Emancipatory Capacity to Act, understood as the knowledge and practices that need to be mobilized for the emancipation of individuals or groups. Thus, we intend to contribute to the idea that overcoming social injustices involves the incorporation, especially in education, of OER practices and philosophies, including free culture, open-source technologies, and open science.

RESUMEN: Para ampliar las discusiones sobre la adopción de los Recursos Educativos Abiertos (REA) y su potencial emancipatorio, este artículo profundiza la reflexión teórica y filosófica sobre qué son los REA y sus implicaciones sociales. La discusión tiene lugar en tres etapas: 1. la relación de REA con otros movimientos de código abierto; 2. la asociación entre REA y los preceptos de educación emancipadora de Paulo Freire; 3. la proyección de estos resultados en la teoría de las sociedades del conocimiento de Nico Stehr. Como resultado de esta discusión, el artículo propone el concepto de Capacidad de Acción Emancipadora, entendido como el conocimiento, saberes y prácticas que necesita ser movilizado para que los individuos o grupos puedan emanciparse. Por lo tanto, se pretende contribuir a la defensa de que la superación de las injusticias sociales implica la incorporación, especialmente en la educación, de prácticas y filosofías de REA, incluida la cultura libre, las tecnologías libres y la ciencia abierta.

Discute-se um experimento didático que envolve conceitos e leis da ótica (p. ex., ângulo de Brewster, equações de Fresnel, polarização) inseridos em uma atividade com enfoque no processo de modelagem científica concebida para aulas de laboratório de cursos de graduação em Física. A atividade é motivada por uma situação-problema que envolve um aparente mistério relacionado com o desaparecimento de um objeto nas profundezas de um lago de águas cristalinas. Para desvendar o aparente mistério, é aventado que a reflexão e transmissão da luz solar pela superfície do lago têm papel determinante na explicação do fenômeno. Um modelo teórico é, então, construído e avaliado por meio de um experimento em que a luz de um laser, polarizada na direção paralela e perpendicular ao plano de incidência, é refletida na superfície da água contida em uma cuba. Mostra-se que esse modelo é capaz de prever o desaparecimento, ao longo da tarde, de uma moeda contida em uma cuba com um pouco de água e iluminados pela luz solar. Entendemos que o presente artigo contribui para o ensino de Física na medida em que traz uma atividade que fomenta a vinculação entre conhecimentos teóricos e práticos a partir de um problema potencialmente instigante, contribuindo para que os estudantes construam sentido para conhecimentos científicos e compreendam elementos centrais do trabalho experimental da perspectiva da modelagem científica.

A didactic experiment involving concepts and laws of optics (e.g., Brewster angle, Fresnel equations, polarization) is inserted in an activity focusing on the scientific modeling process designed for laboratory classes in an undergraduate Physics course. The activity is motivated by a problem that involves an apparent mystery related to the disappearance of an object in the dephts of a crystal clear lake. To unravel the apparent mystery, it is suggested that the reflection and transmission of sunlight across the lake’s surface has a determining role in explaining the phenomenon. A theoretical model is then built and evaluated by means of an experiment in which a laser light, polarized in the parallel and perpendicular direction to the plane of incidence, is reflected on the surface of water contained in a vat. It is shown that this model is capable of predicting the disappearance, during the afternoon, of a coin contained in a vessel with a little water and illumintated by sunlight. We understand that this article contributes to the teaching of Physics, as it brings an activity that promotes the connection between theoretical and practical knowledge from a potentially exciting problem, aiding students to build meaning from scientific knowledge and understand central elements of the experimental work from the perspective of scientific modeling.

A incorporação de discussões sobre a natureza do conhecimento científico em atividades didáticas de Ciências é um elemento fundamental e bastante desafiador. Este artigo tem como objetivo apresentar a contrastação empírica de modelos teóricos, explorando o caso particular do movimento de corpos com massa variável, como forma de destacar o papel do processo de modelagem científica em uma situação experimental. Ao incorporar a influência de diferentes forças resistivas sobre esses corpos, como as forças de arrasto com o ar e de resistência ao rolamento, investigamos as implicações de se assumir determinadas idealizações nos modelos contrastados, explicitando o caráter representacional do conhecimento científico no desenvolvimento de investigações experimentais. Busca-se assim expor um exemplo de situação com potencial para ser explorada por professores na superação de concepções epistemológicas ingênuas por parte dos estudantes. Além disso, a investigação realizada envolve o uso de recursos computacionais open-sourcena construção de soluções numéricas dos modelos teóricos e na coleta de dados experimentais, favorecendo o uso de tecnologias livres no ensino de Física. Quatro dos seis modelos teóricos contrastados empiricamente tiveram também suas soluções analíticas deduzidas e comparadas com suas respectivas soluções numéricas. Os resultados mostram que a escolha do melhor modelo teórico que representa os dados coletados envolve mais do que a análise da qualidade do ajuste dos modelos, pois demanda uma avaliação das hipóteses assumidas nos modelos teóricos e das decisões tomadas pelo pesquisador.

The incorporation of discussions about the nature of scientific knowledge in science teaching activities is a fundamental and quite challenging aspect. This paper aims to present an empirical contrast of theoretical models exploring the particular case of the movement of bodies with variable mass as a way to highlight the role of the scientific modeling process in an experimental situation. We investigate the implications of assuming certain idealizations in the contrasted models, explaining the representative character of scientific knowledge in the development of experimental investigations, incorporating the influence of different resistive forces on these bodies, such as air drag forces and rolling resistance. Thus, we seek to expose an example of a situation with the potential to be explored by teachers in overcoming naive epistemological conceptions by students. Also, the investigation involves the use of open-source computational resources in the construction of numerical solutions of theoretical models and the collection of experimental data, favoring the use of free technologies in physics teaching. Four of the six empirically contrasted theoretical models also had their analytical solutions deduced and compared with their respective numerical solutions. The results show that the choice of the best theoretical model that represents the collected data involves more than the analysis of the quality of the adjustment of the models because it demands an evaluation of the hypotheses assumed in the theoretical models and the decisions made by the researcher.

RESUMO: A Abordagem CTS tem se preocupado com as implicações dos estudos sobre as relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) na área de ensino de ciências. Nessa perspectiva, o ensino deve se basear numa visão de ciência como processo social, assumindo que o desenvolvimento científico e tecnológico não é neutro. Com o objetivo de ampliar os horizontes da área quanto às discussões contemporâneas sobre a função social do conhecimento, especialmente o conhecimento científico-tecnológico, o presente artigo tem como objetivo apresentar a Teoria da Sociedade do Conhecimento, na acepção do sociólogo Nico Stehr, como um referencial teórico possível para a análise sociológica do papel do conhecimento nas sociedades modernas e apresentar as potencialidades dessa teoria para o ensino de ciências.

ABSTRACT: The STS Approach has been focused on the studies implications about the relations between Science, Technology, and Society (STS) on science teaching. From this perspective, education should be based on a view of science as a social process, assuming that scientific and technological development is not neutral. The purpose of this article is to present the Knowledge Society Theory, in the sense of sociologist Nico Stehr, as a possible theoretical framework for the sociological analysis of the role of knowledge in modern societies, and present the potentialities of his theory for science education.

RESUMEN: El enfoque CTS se preocupa por las implicaciones de los estudios acerca de las relaciones entre Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS) en el área de la enseñanza de ciencias. En esa perspectiva, la enseñanza debe basarse en una visión de ciencias como proceso social, considerando que el desarrollo científico y tecnológico no es neutro. Con el objetivo de ampliar los horizontes del área con relación a las discusiones contemporáneas acerca de la función social del conocimiento, especialmente el conocimiento científico-tecnológico, este artículo tiene el objetivo de presentar la Teoría de la Sociedad del Conocimiento, acepción del sociólogo Nico Stehr, como un marco teórico posible para el análisis sociológico del rol del conocimiento en las sociedades modernas y presentar las potencialidades de esa teoría para la enseñanza de ciencias.

O fenômeno da atenuação da luz pelos meios materiais é pouco discutido nos cursos de Física em nível de graduação, principalmente no contexto das aulas experimentais. Neste artigo, discute-se uma atividade de laboratório sobre essa temática desenvolvida com a metodologia de ensino Episódios de Modelagem. A atividade envolve três experimentos explorados sob a perspectiva da Modelagem Didático-Científica, com o objetivo de dar sentido especialmente ao conceito de expansão de um modelo teórico. A problematização das investigações é derivada de discussões sobre como a poluição da água influencia na zona fótica dos oceanos. Para responder às questões levantadas, é necessária uma expansão do modelo de propagação da luz no vácuo, incluindo processos de absorção e espalhamento da luz pela matéria, que foi desenvolvida com base na Lei de Beer-Lambert. Com as práticas propostas, busca-se destacar como um modelo teórico da Física pode ser aprimorado através da inclusão de efeitos anteriormente desconsiderados, ampliando assim seu domínio de validade e capacidade preditiva, possibilitando a condução de discussões sobre a natureza do processo de modelagem científica em aulas experimentais. Para contrastar empiricamente o modelo teórico expandido, foram realizados três experimentos, cada um deles em um diferente meio material (vidro, solução de água + sal de cozinha e fumaça), com o uso de laser ou lâmpada de filamento. Foi dado particular destaque ao papel das idealizações assumidas no processo de construção, uso e validação do modelo construído, buscando, em cada situação, avaliar as consequências dessas simplificações da realidade. Dos resultados experimentais, conclui-se que: i. o modelo teórico expandido descreve a atenuação da intensidade luminosa em meios materiais com boa precisão e ii. a poluição dos oceanos pode contribuir para aumentar a extinção da luz solar, diminuindo assim sua penetração na zona fótica, reduzindo a taxa de fotossíntese das algas. O presente artigo pode contribuir para a área de ensino de Física não apenas trazendo uma atividade didática de laboratório inovadora, mas também servindo de referência para aqueles professores interessados na aplicação prática de atividades de modelagem, em particular aquelas centradas na expansão de um modelo teórico.

The attenuation of light by material medium is little discussed in Physics degree courses, especially in experimental classes. In this article, a laboratory activity on this theme is discussed to be conducted with the teaching methodology of Modeling Episodes. The activity comprises three experiments, explored from the perspective of Didactic-Scientific Modeling in order to make sense specially of the concept of expanding a theoretical model. The problematization of the investigations is derived from discussions about how water pollution influences the photic zone of the oceans. In order to answer the questions raised, it is necessary to expand the model of propagation of light in a vacuum, including processes of absorption and scattering of light by matter, which was done through Beer-Lambert’s law. With the proposed practices, it is sought to highlight how a theoretical model of Physics can be improved through the inclusion of previously disregarded effects, thus expanding its domain of validity and predictive capacity, enabling the conduct of discussions on the nature of the scientific modeling process in experimental classes. In order to empirically contrast the expanded theoretical model, three experiments were done, each one of them in defferent media (glass, solution of water + table salt and smoke), using lasers and lamps as light emitting source. Particular emphasis was given to the role of the idealizations assumed in the process of construction, use and validation of the constructed model, seeking to evaluate, in each situation, the consequences of these simplifications of reality. From the results of the experiments, it is concluded that: i. the expanded theoretical model describes the attenuation of light intensity in material media with good precision, and ii. the pollution of the oceans can contribute to increase the extinction of sunlight, thus decreasing its penetration in the photic zone, reducing the photosynthesis rate of the algae. This article can contribute to the field of Physics teaching, not only bringing an innovative laboratory teaching activity, but also serving as a reference for those teachers interested in the practical application of modeling activities, in particular those focused on the expansion of a theoretical model.

Resumo Associações de molas são frequentemente exploradas no ensino de Física por meio de um modelo teórico que define a constante elástica equivalente de um conjunto de molas em paralelo como o somatório das constantes elásticas de cada uma das molas associadas. Como qualquer modelo científico, essa representação é construída assumindo uma série de idealizações que delimitam o seu domínio de validade. No referido modelo, pressupõe-se que, quando uma força é aplicada, as molas associadas distendem-se igualmente, ou seja, apresentam uma mesma deformação. Para o caso em que duas molas são usadas para sustentar um objeto verticalmente, dificilmente teremos essa condição respeitada. No presente artigo, apresentamos uma discussão sobre a associação de duas molas em paralelo sob a perspectiva do processo de modelagem segundo Bunge. Propomos uma expansão do modelo teórico tradicionalmente explorado considerando a associação de duas molas em paralelo que não se deformam igualmente. Apresentamos também uma contrastação empírica do modelo tradicional e do modelo expandido proposto. Entendemos que a discussão construída tem potencial para, além de proporcionar a mobilização de conhecimentos de Física básica, fomentar discussões sobre o papel representacional do conhecimento científico, possibilitando situações que demandam reflexões sobre a natureza da Ciência.

Abstract Spring associations are often explored in Physics teaching through a theoretical model that defines the equivalent elastic constant of a set of springs in parallel as the sum of the spring constants of each of the associated springs. Like any scientific model, this representation is constructed by assuming a series of idealizations that delimit its validity domain. In the mentioned model, it is assumed that, when a force is applied, the associated springs extend equally, that is, they present a same deformation. For the case where two springs are used to sustain an object vertically, we will hardly have this condition respected In this paper, we present a discussion about the association of two springs in parallel from the perspective of the Bunge modeling process. We propose an expansion of the traditionally explored theoretical model considering the association of two parallel springs that do not deform equally. We also present an empirical comparison of the traditional model and the proposed expanded model. We understand that the discussion built has the potential to, besides providing the mobilization of basic physics knowledge, foster discussions about the representational role of scientific knowledge, enabling situations that demand reflection on the nature of Science.