Sala de aula invertida e outras metodologias ativas visando uma aprendizagem significativa sobre a cosmologia

Abstract

A presente dissertação introduz as ideias cosmológicas básicas com o surgimento da teoria da relatividade geral e sua posterior aplicação na construção de modelos cosmológicos relativísticos para uma turma de ensino médio da rede escolar estadual do Espírito Santo. Desta forma embora seja apresentado um estudo detalhado do desenvolvimento das cosmologias relativísticas e a consequente teoria do Big-Bang desenvolvida a partir dessa percepção, a aplicação focou principalmente no período compreendido entre 1917 e 1929, começando com o próprio Albert Einstein que, em 1917, propôs o primeiro modelo desta natureza, e encerrando o produto com Edwin Powell Hubble em 1929, cujo a Lei Hubble-Lemaître, engloba os avanços da época. Nesta perspectiva estuda-se alguns episódios da história da cosmologia no século XX, foram selecionados episódios interessantes que permitem a discussão de certos aspectos da natureza da ciência de forma explícita e com linguagem acessível ainda na formação básica inicial de nível médio. Um dos objetivos desta pesquisa é fornecer subsídios para que se possa ensinar cosmologia com uma abordagem histórico-conceitual na perspectiva de um aprendente ativo, o que é sugerido pelos PCN no tema estruturador “Universo, Terra e Vida”. Como referencial teórico para transposição didática, foi utilizado uma associação do modelo da Sala de Aula Invertida integrada a metodologias ativas, tais como, a Instrução pelos Pares e o Ensino sob Medida uma vez que tais modelos corroboram para implantação da SAI. Ao final da aplicação do produto educacional, a métrica escolhida mostrou-se favorável para a criação de oportunidades de aprendizagem significativa uma vez que foram percebidos indícios dessa aprendizagem na devolutiva das atividades e na fala dos alunos participantes.

The present dissertation introduces the basic cosmological ideas with the emergence of the general theory of relativity and its subsequent application in the construction of relativistic cosmological models for a high school class in the state school system of Espírito Santo. In this way, although a detailed study of the development of relativistic cosmologies and the consequent Big-Bang theory developed from this perception is presented, the application focused mainly on the period between 1917 and 1929, starting with Albert Einstein himself who, in 1917, proposed the first model of this nature, and ending the product with Edwin Powell Hubble in 1929, whose Hubble-Lemaître Law encompasses the advances of the time. In this perspective, some episodes in the history of cosmology in the 20th century are studied, interesting episodes were selected that allow the discussion of certain aspects of the nature of science in an explicit way and with accessible language even in the initial basic education of high school. One of the objectives of this research is to provide subsidies so that cosmology can be taught with a historical-conceptual approach from the perspective of an active learner, which is suggested by the PCN in the structuring theme “Universe, Earth and Life”. As a theoretical reference for didactic transposition, an association of the model of the Flipped Classroom integrated to active methodologies, such as Peer Instruction and Just-in-time Teaching, was used, since such models corroborate the implementation of FC. At the end of the application of the educational product, the chosen metric proved to be favorable for the creation of opportunities for meaningful learning since evidence of this learning was noticed in the feedback of activities and in the speech of the participating students.