ESTUDO BIBLIOGRÁFICO SOBRE OS CASOS DE USO DA MODELAGEM MATEMÁTICA NO ENSINO DE FÍSICA PARA O ENSINO MÉDIO

Resumo

Este artigo explora a aplicação da modelagem matemática no ensino de Física no Ensino Médio brasileiro, destacando seu impacto na compreensão dos alunos. O objetivo é investigar a eficácia dessa metodologia por meio de uma pesquisa bibliográfica qualitativa. A introdução contextualiza a importância histórica da matemática na ciência e seu papel crescente na construção e teste de teorias científicas. A metodologia envolve a análise de referências bibliográficas e estudos de caso, incluindo a “modeling instruction” de Hestenes. O referencial teórico define a modelagem matemática como a transformação de problemas reais em problemas matemáticos para resolução e interpretação. Três estudos de caso são apresentados: a modelagem para ensinar energia elétrica, a aplicação da modelagem em um cursinho pré-vestibular para ensinar energia mecânica, e a construção de foguetes com garrafas PET para competições educacionais. Os resultados indicam que a modelagem matemática torna o aprendizado mais dinâmico e colaborativo, permitindo aos alunos aplicar conceitos físicos e matemáticos a situações reais. Conclui-se que a modelagem é uma ferramenta poderosa no ensino de Física, promovendo a contextualização e compreensão crítica dos conteúdos. As considerações finais reforçam a importância da modelagem matemática na educação, incentivando a interdisciplinaridade e o uso de tecnologias, e destacam a necessidade de mais pesquisas sobre sua aplicação em diferentes contextos educacionais.

Palavras-chave: modelagem matemática; ensino de física; modelo; metodologia.

Abstract

This article explores the application of mathematical modeling in the teaching of physics in Brazilian secondary schools, highlighting its impact on student understanding. The aim is to investigate the effectiveness of this methodology through qualitative bibliographical research. The introduction contextualizes the historical importance of mathematics in science and its growing role in constructing and testing scientific theories. The methodology involves the analysis of bibliographical references and case studies, including Hestenes' “modeling instruction”. The theoretical framework defines mathematical modeling as the transformation of real problems into mathematical problems for resolution and interpretation. Three case studies are presented: modeling to teach electrical energy, the application of modeling in a pre-university course to teach mechanical energy, and the construction of rockets with PET bottles for educational competitions. The results indicate that mathematical modeling makes learning more dynamic and collaborative, allowing students to apply physical and mathematical concepts to real situations. It is concluded that modelling is a powerful tool for teaching physics, promoting contextualization and critical understanding of the content. The final considerations reinforce the importance of mathematical modeling in education, encouraging interdisciplinarity and the use of technologies, and highlight the need for more research into its application in different educational contexts.

Keywords: mathematical modeling; physics teaching; model; methodology

Resumen

Este artículo explora la aplicación del modelado matemático en la enseñanza de la física en la enseñanza secundaria brasileña, destacando su impacto en la comprensión de los alumnos. El objetivo es investigar la eficacia de esa metodología por medio de una investigación bibliográfica cualitativa. La introducción contextualiza la importancia histórica de las matemáticas en la ciencia y su creciente papel en la construcción y prueba de teorías científicas. La metodología implica el análisis de referencias bibliográficas y estudios de caso, incluyendo la “modeling instruction” de Hestenes. El referencial teórico define el modelado matemático como la transformación de problemas reales en problemas matemáticos para su resolución e interpretación. Se presentan tres estudios de caso: el modelado para enseñar energía eléctrica, la aplicación del modelado en un curso preparatorio para enseñar energía mecánica y la construcción de cohetes con botellas PET para competiciones educativas. Los resultados indican que el modelado matemático hace el aprendizaje más dinámico y colaborativo, permitiendo a los estudiantes aplicar conceptos físicos y matemáticos a situaciones reales. Se concluye que el modelado es una herramienta poderosa en la enseñanza de Física, promoviendo la contextualización y comprensión crítica de los contenidos. Las consideraciones finales refuerzan la importancia del modelado matemático en la educación, fomentando la interdisciplinariedad y el uso de tecnologías, y destacan la necesidad de más investigaciones sobre su aplicación en diferentes contextos educativos.

Palabras clave: modelado matemático; enseñanza de física; modelo; metodología.