Investigação dos impactos nas concepções não-newtonianas de licenciandos e egressos de Física em relação aos conceitos de Força e Movimento

Uibson, José; Frei, Fernando

doi:10.1590/1516-731320230017

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Ciência & Educação (Bauru)

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Sumário

ARTIGO ORIGINAL • Ciênc. educ. (Bauru) 29 • 2023 • https://doi.org/10.1590/1516-731320230017 copiar

Investigação dos impactos nas concepções não-newtonianas de licenciandos e egressos de Física em relação aos conceitos de Força e Movimento

Investigating the impacts on non-Newtonian conceptions of Physics undergraduates and graduates in relation to the concepts of Force and Motion

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo:

Persistem no ensino de Física práticas consideradas tradicionais e que pouco contribuem para a aprendizagem dos alunos. Assim, este artigo teve por objetivo conhecer as concepções não-newtonianas de licenciandos e egressos de um curso de Licenciatura em Física com relação aos conceitos de Força e Movimento, além de analisar possíveis impactos nessas concepções quando os alunos foram expostos a uma Simulação Computacional e a uma apostila, aplicados nas mesmas condições (de forma livre e por curto intervalo de tempo). Trata-se de uma pesquisa quantitativa de delineamento quase-experimental com grupo controle e experimental. Em ambos os grupos foi aplicada uma versão reduzida Force Concept Inventory (FCI) na construção dos dados, tanto no pré-teste quanto no pós-teste. Além das análises das concepções, foi utilizado o ganho normalizado de aprendizagem e o tamanho do efeito. Os resultados indicam que, em média, os tratamentos propostos não influenciaram significativamente as concepções dos alunos.

Palavras-chave:
Ensino de física; Concepções não-newtonianas; Força e movimento; FCI.

Grupos	% cursado (i)				% de pontuação Pré-Teste (ii)				Sexo (iii)
	até 30%	30 a 60%	acima 60%	Egresso	até 20%	20 a 40%	40 a 60%	acima 60%	M	F
Experimental	4	7	5	2	3	11	3	1	8	10
Controle	4	7	6	1	3	11	3	1	9	9

% cursado	HFCI1 (%)	FCI (%)
até 30%	25,89	36,30
(DP)	(9,30)	(7,48)
(N)	(8)	(8)
De 30% a 60%	26,53	36,81
(DP)	(13,56)	(10,90)
(N)	(14)	(14)
Acima 60%	37,01	45,24
(DP)	(16,85)	(13,55)
(N)	(11)	(11)
Egresso	47,62	53,77
(DP)	(25,08)	(20,17)
(N)	(3)	(3)

nº	Concepções errôneas	Grupo 01 (n)	Grupo 02 (n)
1	Não discriminação entre velocidade e aceleração	2	3
2	Necessidade de uma força para haver movimento	16	12
3	Perda e recuperação do ímpetus original	4	1
4	Dissipação do ímpetus	16	17
5	Acúmulo gradual ou atrasado do ímpetus	10	6
6	Ímpetus circular	15	9
7	Somente agente ativo exerce força	2	2
8	Velocidade proporcional à força aplicada	10	6
9	Força causa aceleração à velocidade terminal	3	2
10	Maior massa implica em maior força	5	8
11	O agente mais ativo produz a maior força	10	9
12	A maior massa determina o movimento	15	14
13	A conciliação das forças determina o movimento	1	2
14	A última força que atua determina o movimento	7	12
15	Força centrífuga	4	5
16	Obstáculos não exercem força	5	9
17	Só existe movimento quando a força supera a resistência	3	6
18	A resistência se opõe à força/ímpetus	3	6
19	Objetos pesados caem mais rápido	9	7
20	A gravidade atua depois que o ímpetus é gasto	7	11

nº	Concepções errôneas	Pré-Teste		Pós-Teste		Variações
nº	Concepções errôneas	Grupo 01 (n)	Grupo 02 (n)	Grupo 01 (n)	Grupo 02 (n)	Δ (Grupo 01)	Δ (Grupo 02)
1	Não discriminação entre velocidade e aceleração	2	3	13	10	11	7
2	Necessidade de uma força para haver movimento	16	12	10	9	- 6	- 3
3	Perda e recuperação do ímpetus original	4	1	13	7	9	6
4	Dissipação do ímpetus	16	17	8	5	- 8	- 12
5	Acúmulo gradual ou atrasado do ímpetus	10	6	6	3	- 4	3
6	Ímpetus circular	15	9	12	9	- 3	0
7	Somente agente ativo exerce força	2	2	4	3	2	1
8	Velocidade proporcional à força aplicada	10	6	9	9	- 1	3
9	Força causa aceleração à velocidade terminal	3	2	11	7	8	5
10	Maior massa implica em maior força	5	8	13	7	8	- 1
11	O agente mais ativo produz a maior força	10	9	7	6	- 3	- 3
12	A maior massa determina o movimento	15	14	5	4	- 10	- 10
13	A conciliação das forças determina o movimento	1	2	3	6	2	4
14	A última força que atua determina o movimento	7	12	10	9	3	- 3
15	Força centrífuga	4	5	10	10	6	5
16	Obstáculos não exercem força	5	9	0	1	- 5	- 8
17	Só existe movimento quando a força supera a resistência	3	6	11	11	8	5
18	A resistência se opõe à força/ímpetus	3	6	4	6	1	0
19	Objetos pesados caem mais rápido	9	7	13	9	4	2
20	A gravidade atua depois que o ímpetus é gasto	7	11	0	0	- 7	- 11

% cursado	Testes		ΔHFCIs
% cursado	HFCI1	HFCI2	HFCIs (%)
até 30%	25,89	25,00	Δ = - 0,89
(DP)	(9,30)	(14,29)	p = 0,885
(N)	(8)	(8)	eff = 0,074
De 30% a 60%	26,53	25,51	Δ = - 1,02
(DP)	(13,56)	(17,43)	p = 0,864
(N)	(14)	(14)	eff = 0,065
Acima 60%	37,01	40,91	Δ = 3,90
(DP)	(16,85)	(17,92)	p = 0,605
(N)	(11)	(11)	eff = 0,220
Egresso	47,62	40,48	Δ = - 7,14
(DP)	(25,08)	(17,98)	p = 0,711
(N)	(3)	(3)	eff = 0,330
Pontuação	34,26	32,98	Δ = - 1,28
Média	(10,26)	(8,92)	p = 0,574
	(36)	(36)	eff = 0,130

Grupos	Testes		Variação	Métricas
Grupos	HFCI1	HFCI2	Δ (HFCI2 - HFCI1)	g	d	d*
Experimental	31,35	25,79	Δ = - 5,56
(DP)	(16,09)	(15,90)	p = 0,145	- 0,081	- 0,348
(N)	(36)	(36)	eff = 0,350
Controle	31,35	36,91	Δ = 5,56			0,622
(DP)	(16,09)	(19,64)	p == 0,193	0,081	0,310
(N)	(36)	(36)	eff = 0,310

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[1] Autor correspondente: jose.moraes@ifs.edu.br