Matéria escura e energia escura no ensino médio : um tema de Física moderna e contemporânea epistemologicamente efervescente

Abstract

Esta dissertação tem como objetivo apresentar e analisar os efeitos de uma abordagem de Ensino de Física para o Ensino Médio, baseada nas hipóteses teóricas e busca de evidências da Matéria Escura e Energia Escura. Trata-se de uma temática de Física Moderna e Contemporânea (FMC) abordada com o objetivo de reduzir a distância entre a Física apresentada aos estudantes e os avanços atuais da Física, Astronomia, Cosmologia, com foco nesses enigmas [Matéria Escura e Energia Escura]. Para isso, foi escolhido um referencial teórico-epistemológico fundamentado em ideias de Gaston Bachelard e na Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica de Marco Antonio Moreira. Realizamos uma revisão aprofundada da literatura, abrangendo pesquisas sobre o Ensino de Física por meio de tópicos da FMC, sobre as relações dessas estratégias com a epistemologia de Bachelard e aprendizagem significativa e crítica, bem como um mapeamento de estudos sobre a História da Matéria Escura e Energia Escura, a evolução da pesquisa nesse campo e os diversos candidatos e/ou explicações para a Matéria Escura. Assumimos uma abordagem metodológica da pesquisa qualitativa, utilizando técnicas de análise e interpretação fenomenológica dos dados coletados, seguindo as diretrizes de Creswell. O núcleo da investigação foi a criação e aplicação de uma unidade didática (UD) em uma escola pública no Estado do Paraná, em uma turma do terceiro ano do Ensino Médio. Os resultados que foram possíveis de alcançar revelaram deficiências no currículo atual de Física na Educação Básica, com os alunos apresentando lacunas com relação à Matemática, o que parece incorrer à percepção de que Física é difícil, abstrata e muito associada a cálculos. No entanto, a UD implementada despertou o interesse teórico, contextual e tecnológico dos alunos; ficou evidente que uma abordagem históricoepistemológica no Ensino de Física é importante e necessár No entanto, a UD implementada despertou o interesse teórico, contextual e tecnológico dos alunos; ficou evidente que uma abordagem históricoepistemológica no Ensino de Física é importante e necessária para desenvolver a uma visão mais contemporânea da natureza da ciência; e que a abordagem de um tema atual, e em construção, da Física e Cosmologia contribui para engajar os estudantes, despertando interesse e a formação de consciência crítica e social. Como uma contribuição à área, conseguimos construir, de forma colaborativa com um aluno de Iniciação Científica, um Texto de Apoio ao professor de Física baseado nos achados da revisão de literatura, que buscou resumir pesquisas recentes sobre a Matéria Escura e Energia Escura, e foi utilizado como texto de apoio junto aos alunos na aplicação da UD, embora tenhamos conseguidos pouca adesão à leitura.

This dissertation aims to present, and analyze the effects of a Physics Teaching approach for High School, based on theoretical hypotheses and the search for evidence of Dark Matter and Dark Energy. It deals with a theme from Modern and Contemporary Physics (MCP), addressed with the goal of bridging the gap between Physics presented to students and the current advances in Physics, Astronomy, and Cosmology, with a focus on these enigmas [Dark Matter and Dark Energy]. For this purpose, a theoretical-epistemological framework grounded in Gaston Bachelard's ideas and Marco Antonio Moreira's Theory of Critical Meaningful Learning was chosen. We conducted an in-depth literature review, encompassing research on Physics Teaching through MCP topics, the relationship of these strategies with Bachelard's epistemology and meaningful and critical learning, as well as a mapping of studies on the History of Dark Matter and Dark Energy, the evolution of research in this field, and the various candidates and/or explanations for Dark Matter. We adopted a qualitative research methodology, using techniques of phenomenological analysis and interpretation of the collected data, following Creswell's guidelines. The core of the investigation was the creation and application of a didactic unit (DU) in a public school in the State of Paraná, with a class of third-year High School students. The results obtained revealed deficiencies in the current Physics curriculum in Basic Education, with students showing gaps in Mathematics, which seems to contribute to the perception that Physics is difficult, abstract, and heavily associated with calculations. However, the implemented DU sparked theoretical, contextual, and technological interest among students; it became evident that a historical-epistemological approach in Physics Teaching is important and necessary to develop a more contemporary view of the nature of science; and that addressing a current and evolving topic in Physics and Cosmology contributes to engaging students, awakening their interest, and fostering critical and social awareness. As a contribution to the field, we collaboratively built, with a student from Scientific Initiation, a Support Text for Physics teachers based on the findings of the literature review, summarizing recent research on Dark Matter and Dark Energy, which was used as support material with the students during the DU implementation, although we achieved little adherence to reading.