Esta tese, de natureza qualitativa, está inserida no contexto de aprendizagem de conceitos científicos, cujo núcleo de investigações abrange premissas da ciência semiótica. Nesse contexto, é realizada uma investigação com o objetivo de categorizar, em níveis de explicitação, conhecimentos acerca de composição vetorial de forças que estudantes do Ensino Médio apresentam por meio de produção, de tratamento e de transformações de diversificadas representações relativas a esse conceito. Para tanto, foi elaborado um instrumento analítico a partir da reestruturação do modelo de Redescrição Representacional, proposto por Karmiloff- Smith para a área da Linguística, integrando a ele perspectivas teóricas convergentes, provenientes da Teoria dos Campos Conceituais e de referenciais da Diversidade Representacional. Essa integração permitiu adaptar o modelo original de Redescrição Representacional com o intuito de atender às especificidades representacionais da aprendizagem em Física do Ensino Médio. A aplicação do instrumento analítico foi realizada sobre registros escritos e transcrições de entrevistas coletados de nove estudantes, os quais participaram de todos os momentos de intervenção propostos pela pesquisadora, durante aulas de Física ministradas na perspectiva da Diversidade Representacional. Nos procedimentos analíticos, efetivados à luz da Análise Textual Discursiva, a identificação de invariantes operatórios e de atividades cognitivas representacionais, a partir das produções dos estudantes em resposta às questões propostas em uma prova escrita, subsidiaram a categorização de diferentes níveis de explicitação de conhecimentos dos estudantes, que variaram conforme características de cada questão. Foi evidenciado que níveis inferiores de explicitação são comumente identificados em questões que exigem procedimentos matemáticos, para as quais são mobilizadas regras-de-ação ou teoremas-em-ação falsos, e que níveis superiores de explicitação estão atrelados à verbalização e à coordenação de diversificadas representações de um mesmo conceito. Perante o exposto, almejamos que o instrumento analítico proposto neste trabalho contribua para a análise de aprendizagens construídas por estudantes, a partir da evidenciação de conceitos subjacentes às suas produções e códigos com que significam as diferentes representações e suas inter-relações, bem como apresenta potencial para ser aplicado nas demais Ciências Naturais e na Matemática.

A utilização de estratégias de ensino embasadas na Diversidade Representacional, além de conferir benefícios motivacionais, conduz o estudante a um melhor entendimento do conteúdo científico a ser trabalhado. Com isso, podemos inferir que este referencial pode ser didaticamente explorado na educação científica, com o intuito de promover a aprendizagem com um maior significado pois, como bem se sabe, a aprendizagem é caracterizada por um processo contínuo e organizado. Dentre as modalidades representacionais pretendidas e investigadas nesta pesquisa, destacam-se os modos verbais (oral e escrita), gestual (gestos e gesticulação) e a experimentação. Esta pesquisa, de cunho qualitativo, descritivo e interpretativo, foi realizada com estudantes do terceiro ano do Ensino Médio, de um Instituto Federal do Paraná. Dentre os objetivos centrais que abarcaram a pesquisa tem-se: descrever e analisar quais as divergências de aprendizagem de estudantes em relação ao conteúdo Solubilidade, mediante os modos representacionais verbal e gestual; buscar indícios de quais as maiores dificuldades encontradas pelos estudantes, quando estes saem da sala de aula e adentram o laboratório de química; entender qual a dinâmica estabelecida nesta pesquisa, quando da integração dos gestos e verbalização no laboratório; utilizar as categorias propostas por Kendon (2004) para identificar os gestos manifestados pelos estudantes no decorrer das atividades experimentais. O problema de pesquisa pretendido por nós, foi investigar quais os equívocos (falhas) e acertos manifestados por estudantes do Ensino Médio acerca dos conceitos de solubilidade, à luz de suas interações verbais e gestuais. Para a coleta de informações e análise dos resultados, a pesquisadora videogravou um total de seis aulas, sendo duas delas em sala e quatro no laboratório de química. A pesquisa compreendeu duas etapas distintas, categorizadas por: momento sala de aula e momento laboratório didático I e II. Os estudantes pertencentes ao estudo, fazem referência somente aos que participaram de ambas etapas. No momento laboratório didático I, tivemos a realização de quatro atividades experimentais em grupos e no momento II, os mesmos quatro experimentos, contudo, os estudantes foram analisados individualmente, isto é, um representante de cada grupo. O cerne deste estudo se concentrou nas interações discursivas entre professora e estudantes, entre os próprios estudantes e, em uma segunda instância, nas gesticulações, gestos instantâneos e interações discursivas de estudantes no ambiente empírico. Dentre os resultados encontrados têm-se que na sala de aula, os estudantes deram indícios de boa compreensão do conteúdo. Em relação ao trabalho realizado no laboratório pelos estudantes em grupo e individualmente, tivemos praticamente a manifestação dos mesmos equívocos e acertos, além de fortes tendências a generalizações. Ao correlacionarmos o momento sala de aula com os experimentos realizados nos momentos laboratório didático I e II, depreendemos que os estudantes que denotaram maior interatividade em sala de aula, também se sobressaíram verbal e gestualmente no decorrer das atividades experimentais. Uma outra observação oriunda de nossas análises foi que os estudantes pareceram interiorizar o conteúdo, porém, sem muito significado. Podemos atribuir tais inconsistências a fatores como: ao conhecimento assistemático dos estudantes muito arraigado em sua estrutura cognitiva; generalizações em demasia no tocante ao conteúdo; falta de atenção; não articulação entre os momentos sala de aula e laboratório; trocas e/ou integrações representacionais indevidas. Em outras palavras, a grande maioria dos estudantes não foram ensinados e consequentemente, inseridos em uma cultura de diversidade representacional. Esta dissertação procurou mostrar que as componentes verbal e gestual foram descritas e analisadas, no sentido de propiciar informações pertinentes que contribuam com a área educacional.

O presente estudo explora a utilização de Multimodos e Múltiplas Representações, em conjunto com a semiótica peirceana, com a finalidade de aprimorar e avaliar os significados atribuídos a um conteúdo astronômico na formação de futuros professores de Ciências. Objetivou identificar e qualificar os níveis interpretantes gerados acerca das Estações do Ano produzidos por estudantes de licenciatura em Ciências Biológicas com o uso de Diversidade Representacional. Utilizou-se um instrumento analítico baseado em uma particular reformulação do conceito peirceano de interpretantes que permite ao professor qualificar o alcance da formação do significado construído pelos alunos. Participaram da pesquisa 18 estudantes. Constata-se que, antes da utilização da estratégia de ensino, todos os alunos apresentaram um Nível Interpretante Imediato sobre o conceito, explicando-o ou através da variação da distância entre a Terra e o Sol, ou com uso de respostas padronizadas, memorizadas e vazias ou, ainda, através de representações confusas. Durante a realização das ações propostas, observou-se o Nível Interpretante Dinâmico Energético demonstrado pelos comportamentos, atitudes, procedimentos e técnicas utilizadas de dois estudantes, aleatória e previamente escolhidos. Destes, um apresentou harmonização entre os níveis interpretantes dinâmicos, atingindo o Nível Interpretante Final acerca do fenômeno. Após a utilização da Diversidade Representacional, um número significativo dos alunos demonstrou um Nível Interpretante Lógico acerca do conteúdo estudado, estruturando rigidamente o significado do fenômeno astronômico, construindo representações coerentes, consistentes e inter-relacionadas. Foi possível também identificar a eficácia do instrumento analítico como ferramenta a ser utilizada em sala de aula, como auxílio no acompanhamento, pelo professor, da produção e desenvolvimento dos significados adquiridos pelos estudantes, bem como ser possível utilizá-lo também como apoio pedagógico na preparação de aulas e escolhas de materiais didáticos.