INVENTÁRIO DE CONCEITOS DE FORÇA Adaptado ao Contexto Cultural Amazônico

Abstract

Este é um material complementar de apoio ao professor e tem o objetivo de contribuir para suprir a necessidade de um ensino mais contextualizado e próximo à vida real e cultural dos estudantes, possibilitando significância e maior sentido aos conhecimentos físicos, em específico. Nessa perspectiva, se torna viável valorizar a abordagem do conhecimento científico amazônico como instrumento de transformação social. Ao reunir reflexões, experiências e investigações voltadas à melhoria da qualidade do ensino de Ciências, buscamos não apenas registrar resultados de pesquisa, mas também valorizar o esforço daqueles que, diariamente, constroem conhecimento em meio aos desafios regionais, sociais e culturais da Amazônia. A obra se inspira na necessidade de aproximar a ciência da realidade local, promovendo uma aprendizagem contextualizada e crítica. O processo de adaptação de instrumentos de avaliação, como o Force Concept Inventory (FCI), ou Inventário do Conceito de Força, aplicado ao cotidiano amazônico, representa um marco nesse movimento tornando-se não apenas uma ferramenta diagnóstica, mas também um símbolo da valorização da identidade cultural, dos saberes e de modos de vida. Hestenes, Halloun, Wells e Swackhamer iniciaram o desenvolvimento do FCI com sua obra de 1985 “Common Sense Concepts About Motion” (“Senso Comum sobre o Conceito de Movimento”), posteriormente Force Concept Inventory (“Inventário de Conceitos de Força”) em 1992, em um processo de adaptação e aperfeiçoamento dos itens com base em evidências científicas. Na obra de 1985, foi realizada uma análise aprofundada dos conceitos de senso comum (CS) sobre movimento, predominantes entre estudantes universitários antes da instrução formal em física. A pesquisa revelou que os alunos não são "tábulas rasas"; eles possuem sistemas conceituais robustos, embora inconsistentes e em conflito com a mecânica newtoniana. A maioria (65%) dos estudantes exibe crenças alinhadas com a "Teoria do Ímpeto" (Impetus) medieval, uma evolução da física aristotélica. Segundo essa visão, o movimento é mantido por uma força interna ou "ímpeto" impresso em um objeto, que se dissipa com o tempo. As principais conclusões indicaram que os sistemas de crenças dos estudantes são fragmentados e aplicados de forma inconsistente em diferentes contextos físicos. Conceitos fundamentais como velocidade, aceleração e força são mal diferenciados e usados de forma vaga. Crenças centrais incluem: (1) todo movimento requer uma causa contínua; (2) uma 1 força constante produz uma velocidade constante; (3) objetos inanimados não podem exercer forças, apenas atuar como obstáculos; e (4) a trajetória de um projétil é determinada por um ímpeto inicial que eventualmente se esgota, permitindo que a gravidade assuma o controle. As implicações pedagógicas foram claras: a instrução convencional, incluindo demonstrações em sala de aula, é largamente ineficaz para alterar essas crenças profundamente arraigadas. Os estudantes tendem a racionalizar as contradições em vez de abandonar suas convicções. Uma mudança conceitual efetiva exige que a instrução confronte diretamente esses preconceitos, tratando-os como hipóteses alternativas sérias a serem avaliadas e refutadas através de raciocínio crítico e evidências, em vez de simplesmente rotulá-los como "equívocos". No clássico estudo de 1992, o FCI foi um marco histórico para o movimento denominado “Movimento dos Inventários de Conceitos”. A análise central revelou que os estudantes iniciam o estudo da física com um sistema robusto de crenças de senso comum sobre o mundo físico, que são amplamente incompatíveis com os conceitos newtonianos. A pesquisa demonstrou conclusivamente que a instrução convencional em física, independentemente do instrutor, do nível de habilidade matemática dos alunos ou do contexto socioeconômico, é quase totalmente ineficaz para alterar essas crenças arraigadas. O Inventário de Conceitos de Força é apresentado como uma ferramenta de diagnóstico precisa, projetada para sondar os sistemas de crenças dos alunos, forçando uma escolha entre conceitos newtonianos e alternativas de senso comum. Os resultados de mais de 2.000 estudantes de ensino médio e universitário no estudo mostraram que, enquanto a instrução convencional produz ganhos mínimos, métodos pedagógicos que abordam diretamente as concepções errôneas dos alunos — como os empregados por Wells, Swackhamer e Van Heuvelen — resultam em melhorias drásticas e significativas no entendimento conceitual. Uma conclusão crucial é a existência de um "limiar conceitual" em torno de 60% de acerto no FCI. Abaixo desse limiar, a compreensão dos conceitos newtonianos por um aluno é insuficiente para uma resolução de problemas eficaz, tornando a instrução focada apenas em problemas quantitativos ineficaz. Os autores argumentam que a melhoria do ensino de física não depende de tecnologia ou do conhecimento do professor sobre o assunto, mas sim de um conhecimento técnico sobre como os alunos pensam e aprendem, e da Implementação de uma pedagogia que confronte e substitua 2 sistematicamente as concepções errôneas por um sistema conceitual newtoniano coerente. Em nosso contexto, os estudos apontam diversos desafios no ensino de Física. Os inventários de conceitos vêm ganhando força no Brasil, após décadas de atraso, tornando-se mais relevantes diante da necessidade de evidências empíricas que subsidiem investigações e decisões sobre um problema fundamental: como efetivamente melhorar o ensino? Algumas versões traduzidas do FCI e estudos recentes têm destacado seu amplo potencial e utilidade; entretanto, ainda não há uma adaptação transcultural do instrumento, apenas traduções para o português do Brasil e de Portugal. Tampouco há registros de versões com reformulação dos enunciados adaptados ao contexto sociocultural, mantendo-se os traços latentes originais. A versão atual foi traduzida no âmbito do grupo de estudo e pesquisa “Observatório de Dificuldades na Aprendizagem Científica e Tecnológica” (ODACT) e proposta em duas camadas, com a inclusão do Índice de Certeza de Resposta (ICR). Dessa forma, este material busca avançar nessa perspectiva, elaborando uma proposta inovadora de adaptação ao contexto sociocultural amazônico. Destina-se à comunidade acadêmica, a professores da educação básica e superior, estudantes de licenciatura e a todos que acreditam na importância de pensar e praticar uma educação científica e tecnológica que dialogue com a diversidade cultural e ambiental da Amazônia. Que esta obra seja, assim, um convite à reflexão, à colaboração e ao fortalecimento de uma rede de ensino e pesquisa comprometida com a formação integral dos sujeitos e com a transformação da realidade social.