Modelagem matemática com experimentação didático-investigativa: uma análise à luz do desenvolvimento de competências científicas e em modelagem
Palavras-chave:
Educação Matemática, Educação Científica, Anos finais do ensino fundamental, Design Science ResearchResumo
Este artigo investiga a mobilização de competências – científicas e em Modelagem Matemática – por alunos dos anos finais do ensino fundamental, durante o desenvolvimento de uma experimentação didático-investigativa, explorando os pontos de convergência e divergência entre essas competências. Fundamentados no aporte teórico da Modelagem na Educação Matemática e da experimentação na Educação Científica, analisamos uma atividade desenvolvida com alunos do 9º ano do ensino fundamental acerca do tema “propagação de ondas mecânicas”. O percurso analítico, inspirado na metodologia Design Science Research, revela que, apesar da natureza distinta das competências, os alunos as empregam de forma integrada ao longo da atividade. Essa integração é impulsionada por diferentes motivações, demonstrando o potencial da Modelagem e da experimentação para promover o desenvolvimento holístico dos alunos.
Referências
Agostini, V. M., & Delizoicov, N. C. (2009). A experimentação didática no ensino fundamental: Impasses e desafios. In Anais do 7º Encontro Nacional de Pesquisadores em Educação em Ciências (pp. 1–12). Florianópolis, SC.
Albarracín, L., Segura, C., Ferrando, I., & Gorgorió, N. (2022). Supporting mathematical modelling by upscaling real context in a sequence of tasks. Teaching Mathematics and Its Applications, 41(3), 183–197.
Almeida, L. M. W., & Zanin, A. P. L. (2016). Competências dos alunos em atividades de modelagem matemática. Educação Matemática Pesquisa, 18(2), 759–782.
Arnold, J. C., Boone, W. J., Kremer, K., & Mayer, J. (2018). Assessment of competencies in scientific inquiry through the application of Rasch measurement techniques. Education Sciences, 8(4), 184–204.
Barbosa, J. C. (2009). Modelagem e modelos matemáticos na educação científica. Alexandria, 2(2), 69–85.
Bassanezi, R. C. (2002). Ensino-aprendizagem com modelagem matemática: Uma nova estratégia. São Paulo: Contexto.
Bassanezi, R. C. (2015). Modelagem matemática: Teoria e prática. São Paulo: Contexto.
Batista, M. C., & Fusinato, P. A. (2015). A utilização da modelagem matemática como encaminhamento metodológico no ensino de física. Revista de Ensino de Ciências e Matemática, 6(2), 86–96.
Batzli, J. M., Harris, M. A., Lee, D., & Horn, H. A. (2022). Feedback and discourse as a critical skill for the development of experimentation competencies. In N. J. Pelaez, S. M. Gardner, & T. R. Anderson (Eds.), Trends in teaching experimentation in the life sciences: Putting research into practice to drive institutional change (pp. 243–262). Springer.
Bicudo, M. A. V. (2012). A pesquisa em educação matemática: A prevalência da abordagem qualitativa. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, 5(2), 15–26.
Brasil. Ministério da Educação. (2018). Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC.
Braz, B. C., Oliveira, W. P., & Kato, L. A. (2018). Práticas de ensino com modelagem matemática: Influências de momentos vivenciados na formação inicial. In Anais do 8º Simpósio Internacional de Pesquisa em Educação Matemática (pp. 1–13). Foz do Iguaçu, PR.
Cachapuz, A., Praia, J., & Jorge, M. (2000). Reflexão em torno do ensino das ciências: Contributos para uma nova orientação curricular. Ensino por Pesquisa. Revista de Educação, 9(1), 69–79.
Cambi, B., & Caldeira, A. D. (2023). Modelagem matemática, professor mediador-orientador e construtivismo: Entrelaçamentos discursivos na constituição da figura docente. Revista Brasileira de Educação, 28(1), 1–21.
Coelho, A. E. F., & Malheiro, J. M. S. (2019). O ensino de ciências para os anos iniciais do ensino fundamental: A experimentação como possibilidade didática. Research, Society and Development, 8(6), 1–18.
D’Ambrosio, U. (2016). A metáfora das gaiolas epistemológicas e uma proposta educacional. Perspectivas da Educação Matemática, 9(20), 222–234.
Duschl, R. A., & Grandy, R. (2013). Two views about explicitly teaching nature of science. Science & Education, 22(1), 2109–2139.
English, L. D. (2009). Promoting interdisciplinarity through mathematical modelling. Zentralblatt für Didaktik der Mathematik, 41(1), 161–181.
Freudenthal, H. (1983). Didactical phenomenology of mathematical structures. Springer.
Galbraith, P., & Clatworthy, N. J. (1990). Beyond standard models – Meeting the challenge of modelling. Educational Studies in Mathematics, 21(2), 137–163.
Halloun, I. (2007). Mediated modeling in science education. Science & Education, 16(7), 653–697.
Levy, L. F. (2018). O cotidiano, o científico e a modelagem matemática: Relações complexas. Jornal Internacional de Estudos em Educação Matemática, 11(2), 172–177.
Maaß, K. (2006). What are modelling competencies? Zentralblatt für Didaktik der Mathematik, 38(2), 113–142.
Masola, W., & Allevato, N. S. G. (2019). Dificuldades de aprendizagem matemática: Algumas reflexões. Educação Matemática Debate, 3(7), 52–67.
Melo, P. A. P., & Kato, L. A. (2023). Aprendizagem significativa e modelagem matemática: Uma atividade sobre a temática depressão. Contribuiciones a Las Ciencias Sociales, 16(8), 11455–11469.
Ortega, M., Puig, L., & Albarracín, L. (2019). The influence of technology on the mathematical modelling of physical phenomena. In G. A. Stillman & J. P. Brown (Eds.), Lines of inquiry in mathematical modelling research in education (pp. 161–177). Springer.
Pimentel, M., Filippo, D., & Santos, T. M. (2020). Design science research: Pesquisa científica atrelada ao design de artefatos. Revista de Educação a Distância e Elearning, 3(1), 37–61.
Quarteroni, A. (2009). Mathematical models in science and engineering. Notices of the AMS, 56(1), 10–19.
Sartori, P. H. S. (2012). O processo de experimentação promovendo aprendizagens e competências científicas [Tese de doutorado, Universidade Federal de Santa Maria].
Schultz, A. K., & Bonotto, D. L. (2023). Alfabetização científica e modelagem nas ciências nos anos iniciais: Entrelaçamentos a partir da formação continuada. Revista de Ensino de Ciências e Matemática, 14(2), 1–25.
Selles, S. E. (2008). Lugares e culturas na disciplina escolar biologia: Examinando as práticas experimentais nos processos de ensinar e aprender. In Anais do 14º Encontro Nacional de Didática e Prática de Ensino (pp. 592–617). Porto Alegre, RS.
Silva, K. A. P., Araki, P. H. H., & Borssoi, A. H. (2022). Integração STEM na educação básica veiculada por atividades de modelagem matemática com experimentação. Educação Matemática Pesquisa, 24(3), 323–354.
Silva, T. S. (2019). Experimentação no ensino de química e avaliação da aprendizagem: O enredo da prática docente em foco [Dissertação de mestrado, Universidade Federal do Maranhão].
Swan, M., Turner, R., Yoon, C., & Muller, E. (2007). The roles of modelling in learning mathematics. In W. Blum, P. L. Galbraith, W. H. Henn, & M. Niss (Eds.), Modelling and applications in mathematics education (pp. 275–284). Springer.
Yin, R. K. (2014). Estudo de caso: Planejamento e métodos (5ª ed.). Bookman.
Zatti, F., Agranionih, N., & Enricone, J. R. (2010). Aprendizagem matemática: Desvendando dificuldades de cálculo dos alunos. Perspectiva, 34(128), 115–132.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
