Modelagem Matemática gerando ambiente de Alfabetização Científica: discussões no ensino de Física

Diante das necessidades formativas do século XXI, é razoável pensar que o ensino de física requeira mais que definições e fórmulas. Na perspectiva de uma educação inovadora, além de conceitos, os estudantes necessitam de competências que os capacitem a argumentar com algum grau de fundamento científico para tomada de decisão e para ação frente aos problemas enfrentados, ou seja, é necessário alfabetização científica. No entanto, uma educação desse tipo geralmente depende da adoção de abordagens inovadoras e ativas, tal como a modelagem matemática. Nesse cenário, o objetivo principal da presente pesquisa é caracterizar competências essenciais para alfabetização científica e analisar fatores que possam potencializar ou limitar seus desenvolvimentos em modelagem matemática no contexto do ensino de física. A questão norteadora da pesquisa consiste em saber: em que sentido a modelagem matemática enquanto abordagem educacional em física pode gerar ambiente para a formação de sujeitos cientificamente alfabetizados? À luz da teoria da modelagem de David Hestenes, a pesquisa de campo envolveu três ciclos de modelagem cujas temáticas foram: poluição sonora; lixo de papel e obesidade. Os sujeitos participantes foram treze (n=13) professores em formação de um curso de licenciatura integrada em matemática-física, moradores da cidade de Almeirim, Pará, Brasil. A produção de dados envolveu observação participativa, aplicação de questionários abertos e fechados, registros escritos, em áudio e em vídeo. Os dados produzidos foram interpretados com recursos da análise textual discursiva envolvendo unitarização, categorização e metatexto. Na perspectiva da metodologia mista, foram realizados três estudos. Os resultados do primeiro estudo evidenciam que a modelagem matemática possui aplicabilidade positiva ao ensino de física, contudo, a escolha de temas, a falta de prática com atividades investigativas e o tempo insuficiente para realizar determinadas tarefas foram citados pelos professores como desafios a serem superados. Destaca-se, a partir do segundo estudo, possibilidades para a construção de competências para diferenciar questões possíveis de serem investigadas cientificamente, para avaliar formas de explorar cientificamente dada questão e para produzir textos científicos. Por fim, o terceiro estudo analisou a fala de dois professores e sugere que a alfabetização científica pode ser potencializada pela sofisticação dos argumentos quando os sujeitos apoiam cognitivamente seus discursos em modelos matemáticos constituídos por múltiplas ferramentas de representação.