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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TENDÊNCIAS DA EDUCAÇÃO MATEMÁTICA Sobral-Ce 2023 UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ - UVA PRÓ-REITORIA DE EDUCAÇÃO CONTINUADA - PROED NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - NEaD CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO LATO SENSU - UAB/UVA Disciplina: Seminário de pesquisa em Ensino da Matemática. Carga Horária: 30 horas (2 créditos) Período: 23/10/2023 a 19/11/2023 Formador: Prof. Bergson Rodrigo Siqueira de Melo BLOCO 1 e BLOCO 2 APRESENTAÇÃO Caro(a) Cursista, Estamos iniciando a disciplina Seminário de Pesquisa em Ensino da Matemática. Nesta disciplina, estudaremos as bases do raciocíno científico e as metodologias de pesquisas no Ensino da Matemática. Além disso, vamos estudar os principais componentes de um projeto de pesquisa Dentre os objetivos desta disciplina destacamos: -Compreender as baases do raciocínio científico no Ensino da Matemática; -Identificar como acontece o processo de pesquisa e seu significado; -Conhecer os tipos de pesquisas que podem ser utilizadas no Ensino da Matemática. Organizamos os estudos desta disciplina em dois blocos de conhecimentos, sendo eles: Bloco 1: Bases do raciocínio científico: teroria, hipótese, dedução, indução, análise e síntese. O processo de pesquisa e seu significado. Tipos de Pesquisa. Bloco 2: Metodologias de pesquisa para o Ensino da Matemática. Principais componentes do Projeto de Pesquisa. Para subsidiar os estudos do Bloco 1 e Bloco 2, propomos a leitura dos tópicos do texto, que segue logo abaixo. Após a leitura dos textos, convidamos os(as) cursistas para um debate no fórum de discussão. Desejamos a todos(as) uma boa leitura e bons estudos! Bases do raciocínio científico: teoria, hipótese, dedução, indução, análise e síntese. O raciocínio científico é a forma de pensamento aplicada na ciência para se estudar fenômenos e obter conhecimento confiável sobre o mundo. Ele tem como base princípios fundamentais que norteiam o trabalho do cientista. Um desses princípios é a observação metódica da realidade. O cientista precisa observar de forma cuidadosa e sistemática os fenômenos que deseja estudar, coletando dados de maneira imparcial e organizada. A observação é a matéria- prima da investigação científica. Outro princípio importante é a experimentação controlada. Por meio de experimentos bem planejados e com variáveis controladas, o cientista pode estabelecer relações de causa e efeito entre os fenômenos. Isso permite testar hipóteses e teorias de forma objetiva. A dedução lógica também é fundamental. O cientista precisa fazer inferências e conclusões com base nos dados coletados, de forma racional e lógica. Isso permite chegar a generalizações e leis que explicam os fenômenos estudados. A Indução em Ciências é conhecida como sendo um processo de se descobrir e justificar leis universais ou gerais a partir da observação e combinação de casos singulares. O conceito de Indução surgiu na Grécia com Aristóteles (384 – 322 a.C). Aristóteles em oposição aos sofistas estabeleceu a regra do silogismo, que consiste em uma argumentação lógica dedutiva de se obter verdades particulares a partir de verdades universais. Como o conhecido silogismo: • Todos os homens são mortais. • Sócrates é homem. • Sócrates é mortal. Para resolver a questão de certa forma inversa ao silogismo, isto é, como se obter verdade universal a partir do particular, Aristóteles apresenta a indução, chamada de indução enumerativa, que estabelece uma verdade universal baseada na observação e enumeração de casos particulares semelhantes. A indução apresentada por Aristóteles não teve ressonância na cultura grega que valorizava o rigor lógico. A indução surge novamente no início do século XVII durante a Revolução Científica com Francis Bacon (1561- 1627) que rejeita a indução de Aristóteles e expõe o seu método de “indução legítima e verdadeira” baseada nas famosas tábuas de presença (registro de ocorrência do evento em estudo), ausência (registro de não ocorrência do evento estudado) e graduação registro das variações graduais de ocorrências do evento). Essas tábuas deixam evidente que Bacon era empirista. Para Bacon a indução é um método de descoberta que parte de noções confusas do senso comum para observações de casos particulares e por etapas as eleva até generalizações racionais e bem ordenadas. E que uma indução em que as regularidades são explicitamente observadas e anotadas, e na quais variações apropriadas de experimentos são feitas, serviria não apenas para descobrir, mas também para justificar uma lei hipotética. As críticas a indução começam com David Hume (1711-1756) que apresenta uma teoria questionando o problema lógico da indução. Hume afirma que uma conclusão indutiva jamais será justificada, usando o argumento da regressão infinita: “...todas as nossas conclusões experimentais decorrem da suposição que o futuro estará em conformidade com o passado. Portanto tentar provar a última suposição, por argumentos prováveis, por argumentos referentes à existência, consiste certamente, em girar num círculo vicioso e dar por admitido o que precisamente se problematiza (Hume, 1972, p.39)”. Ou seja, segundo Hume, não existe argumento racional que justifique que o futuro continuará o mesmo por maior e mais uniforme que seja o número dos experimentos. Na tentativa de reconstruir a indução. Stuart Mill (1806-1873) na obra A System of Logic, conceitua a indução como “a operação de descoberta e prova de proposições gerais”, acrescentando “a indução é um processo de inferência que vai do conhecido para o desconhecido”. (MILL, 1879 apud VELOSO, 2004). Apresentando o princípio supremo de indução baseado no pressuposto da regularidade do universo segundo o qual o que ocorreu uma vez voltará a ocorrer novamente desde que sejam mantidas as mesmas condições. Segundo Mill, esse princípio é obtido por meio de uma lei, que ele entende como uma lei universal, a Lei de Casualidade: “todo evento, ou o começo de todo fenômeno, tem uma causa, um antecedente, sobre a existência do qual ele é invariavelmente e incondicionalmente consequente” (MILL, apud GRÁCIO, p.6). O método de investigação experimental que Mill propõe para descobrir a causa de um evento ou fenômeno é uma adaptação das tábuas apresentadas por Bacon, a quem Mill considera o “fundador da Filosofia Indutiva”. No século XIX, assistiu-se à consolidação do empirismo-indutivismo, onde a prática científica baseava-se na observação dos fenômenos segundo Bacon seguida da aplicação do método indutivo de acordo com a metodologia apresentada por Mill. Bertand Russel (1872-1970) na tentativa de resolver o problema da justificação na indução, afirmou: “... a verdadeira questão é esta: um número qualquer de casos em que se cumpriu uma lei no passado proporciona evidência de que se cumprirá no futuro? Em caso negativo, é evidente que não temos base alguma para esperar que o sol nasça amanhã, nem para esperar que o pão que comemos em nossa próxima refeição não nos envenene, nem para nenhuma das expectativas conscientes que regulam a nossa vida cotidiana. Pode-se observar que todas essas expectativas são apenas prováveis; assim não devemos procurar uma prova de que elas devem ser cumpridas, mas apenas alguma razão a favor da opinião segundo a qual é provável que se cumpram.” (RUSSEL, p.50). De acordo com sua argumentação ele substitui a justificativa da indução pela justificativa da probabilidade da indução. Por fim, a ciência se apoia na verificação pública e independente dos resultados. Qualquer conhecimentoproduzido deve poder ser testado e verificado por outros cientistas, assegurando a objetividade. Por meio da replicação, as teorias e leis científicas se solidificam. Esses são alguns dos pilares que sustentam o raciocínio científico, permitindo a geração de conhecimento confiável e o avanço da ciência. A rigorosa aplicação do método científico é o que distingue a ciência de outras formas de obter conhecimento. O raciocínio científico faz uso de vários tipos de pensamento lógico em suas investigações. As teorias científicas são explicações gerais e abrangentes de fenômenos, baseadas em leis e princípios comprovados. Já as hipóteses são suposições específicas que ainda requerem testes para serem verificadas. A dedução parte de premissas e teorias aceitas para chegar a conclusões específicas por meio da lógica, ao passo que a indução usa observações e dados para inferir padrões e leis gerais. Na análise, um problema complexo é dividido em partes menores para facilitar sua compreensão. Já a síntese reúne essas partes, combinando tudo que foi aprendido na análise para gerar explicações completas. No processo de pesquisa científica, o pesquisador tipicamente começa com observações, levanta hipóteses explicativas e realiza experimentos controlados para testá-las. Os dados coletados são analisados buscando padrões. O conhecimento é sintetizado em teorias abrangentes, que são continuamente refinadas com novas pesquisas. Assim, teorias, hipóteses, dedução, indução, análise e síntese têm papéis complementares no raciocínio científico, permitindo a construção do conhecimento de forma lógica e sistemática. A correta aplicação desses princípios e métodos é o que garante a objetividade e confiabilidade da ciência. O raciocínio científico envolve diferentes formas de pensamento lógico. As teorias científicas são sistemas amplos de explicação sobre fenômenos naturais baseados em leis e princípios bem fundamentados. Como Einstein's theory of relativity que revolucionou nosso entendimento sobre gravidade e o espaço-tempo (EINSTEIN, 1905). Já as hipóteses são suposições específicas e testáveis que tentam predizer determinados resultados. Como a hipótese de Higgs sobre a partícula que dá massa às outras partículas elementares (HIGGS, 1964). A dedução parte de verdades aceitas para chegar a conclusões específicas através do raciocínio lógico, como na Matemática e Lógica. Já a indução segue o caminho inverso, usando observações de casos individuais para derivar leis e teorias gerais, como em Galileu's studies of falling objects (os estudos de Galileu sobre objetos em queda) (HOSSENFELDER, 2017). Na análise, um problema complexo é dividido em partes menores para melhor examiná-lo, enquanto a síntese junta essas partes para gerar uma compreensão global. Como na anatomia, onde o corpo é analisado em sistemas, ou na química, onde compostos são sintetizados a partir de elementos (CASSELMAN & TOPPER, 2011). Assim, esses diferentes tipos de raciocínio se complementam no método científico, permitindo a constante expansão do conhecimento. O processo de pesquisa científica e seu significado A pesquisa científica consiste em um processo sistemático e organizado de busca por conhecimento confiável sobre questões, fenômenos e problemas no mundo natural e social (DEMO, 1985). Ela se apoia no pensamento racional, na objetividade e no rigor metodológico para investigar fatos e relações, testar hipóteses e desenvolver teorias explicativas. O processo típico de pesquisa científica inicia com a observação atenta da realidade. O pesquisador observa fatos e fenômenos, identifica lacunas no conhecimento existente e formula questões ou problemas que servirão como ponto de partida da investigação (CERVO; BERVIAN; SILVA, 2007). Definido o problema, o passo seguinte é desenvolver hipóteses, que são possíveis respostas ou explicações teóricas para o problema. As hipóteses apresentam relações entre variáveis que devem ser testadas. A formulação de hipóteses exige conhecimento prévio do assunto e capacidade criativa e lógica do pesquisador (RUDIO, 1978). Em posse das hipóteses, o pesquisador planeja experimentos ou estudos para testá-las empiricamente. Essas investigações envolvem coleta rigorosa de dados, com controle de variáveis que podem influenciar os resultados. Os métodos quantitativos e qualitativos devem ser adequados ao problema estudado e permitir análise estatística dos dados (SEVERINO, 1996). Os dados coletados passam por análise e interpretação à luz do conhecimento prévio da área. O pesquisador verifica se confirmam ou refutam as hipóteses originalmente propostas. As conclusões obtidas contribuem para validar, refinar ou refutar teorias e modelos existentes. Novos conhecimentos são assim gerados e integrados ao acervo da ciência (DEMO, 1985). O rigor metodológico é essencial em todas as etapas, para que os resultados sejam confiáveis e as conclusões válidas. A pesquisa requer planejamento cuidadoso, habilidades de pensamento crítico e analítico, perseverança na coleta de dados e ética na interpretação dos achados. A pesquisa científica possui grande valor na sociedade. Ela expande os horizontes do conhecimento em todas as áreas, permite compreender melhor a natureza e a vida humana e fornece evidências para solucionar problemas práticos de forma inovadora. A busca contínua por novas respostas e soluções por meio da investigação científica é uma grande conquista da humanidade em sua trajetória histórica. Portanto, o processo de pesquisa científica, com suas etapas e características, é a base para a construção consistente de conhecimento confiável sobre o universo natural e social. Esse conhecimento sustenta o progresso da ciência, da tecnologia e da melhoria das condições de vida. A pesquisa científica é, sem dúvida, uma conquista fundamental da civilização. Tipos de pesquisa científica Existem várias formas de classificar os diferentes tipos de pesquisa científica. Essas classificações levam em conta o objetivo, a abordagem, os procedimentos e outros critérios adotados pelo pesquisador (CERVO; BERVIAN; SILVA, 2007). Conhecer os principais tipos de pesquisa e suas características é fundamental para delimitar adequadamente qualquer projeto de investigação científica. Um dos critérios mais comuns é a natureza da pesquisa. Nesse sentido, destacam-se os tipos: pesquisa básica e pesquisa aplicada (RUDIO, 1978). A pesquisa básica busca gerar novos conhecimentos sobre fundamentos, estruturas e relações de fenômenos e fatos. Seu foco está na teoria, sem objetivar aplicações práticas imediatas. Já a pesquisa aplicada tem como propósito gerar conhecimentos para aplicação prática, visando contribuir para fins específicos ligados à solução de problemas concretos. Ela envolve fortemente o uso do conhecimento científico já existente. Outra classificação importante diz respeito à abordagem em relação aos dados: pesquisa qualitativa e quantitativa (SAMPIERI; COLLADO; LUCIO, 2013). A abordagem qualitativa coleta e analisa dados não numéricos, explorando características, experiências, comportamentos e os significados subjetivos das pessoas. Entre seus principais métodos estão as entrevistas, observação participante, análise de conteúdo e etnografia. Já a abordagem quantitativa coleta e analisa dados numéricos com o uso de recursos estatísticos. Busca testar hipóteses e modelos teóricos de relações entre variáveis. Seus métodos incluem experimentos controlados, levantamentos e outros procedimentos quantitativos. No que se refere aos objetivos, destacam-se a pesquisa exploratória e a descritiva (GIL, 2007). A primeiravisa proporcionar maior familiaridade com um fenômeno ainda pouco conhecido, pouco estudado. Ela pode envolver levantamentos bibliográficos, entrevistas e estudos de caso. Sua finalidade é desenvolver, esclarecer e modificar conceitos e ideias, para a formulação de problemas ou hipóteses pesquisáveis para estudos futuros. Já a pesquisa descritiva tem como propósito descrever as características de pessoas, grupos, comunidades ou fenômenos. Pode fazer uso de levantamentos, estudos de caso, análise documental e outros métodos. A definição clara do tipo de pesquisa, dentro dessas e outras classificações, orienta suas etapas, os métodos e técnicas mais adequados para a coleta e análise dos dados e o alcance dos resultados. Os diversos tipos de investigação científica se complementam para a construção sólida, abrangente e multidimensional do conhecimento. Pesquisa básica A pesquisa básica, também chamada de pesquisa pura ou fundamental, tem como objetivo gerar novos conhecimentos sobre fundamentos, estruturas e relações referentes a fenômenos e fatos. Seu foco está na teoria, sem visar aplicações práticas imediatas. Envolve estudos teóricos, experimentais ou observacionais para ampliar a compreensão de fenômenos físicos, biológicos ou sociais. Contribui para o avanço da ciência, sem compromisso com fins práticos. Pesquisa aplicada A pesquisa aplicada tem como propósito gerar conhecimentos para aplicação prática e solução de problemas específicos. Busca utilizar o conhecimento científico já existente para contribuir com fins práticos, como o desenvolvimento de produtos, processos, tecnologias ou metodologias. Parte de teorias e métodos estabelecidos para encontrar soluções viáveis para demandas sociais, organizacionais ou tecnológicas bem delimitadas. Pesquisa qualitativa A pesquisa qualitativa coleta e analisa dados não numéricos, explorando aspectos mais subjetivos como características, experiências, sentimentos, opiniões e significados dados pelas pessoas a eventos e fenômenos. Utiliza métodos como entrevistas abertas, observação participante, histórias de vida e análise de conteúdo para compreender a complexidade de fenômenos individuais e sociais de modo aprofundado. Pesquisa quantitativa A pesquisa quantitativa coleta e analisa dados numéricos sobre variáveis previamente definidas, utilizando recursos estatísticos. Busca testar teorias e hipóteses, estudar relações entre variáveis e fazer previsões. Seus métodos incluem experimentos controlados, questionários fechados, modelos estatísticos e outras formas sistemáticas de coleta numérica, para encontrar padrões e relações causais entre fenômenos. Pesquisa exploratória A pesquisa exploratória visa proporcionar maior familiaridade com um fenômeno ainda pouco conhecido ou explorado cientificamente. Envolve levantamentos bibliográficos, entrevistas e estudos de caso com o objetivo de tornar o problema mais explícito. Pode-se dizer que ela desenvolve, esclarece e modifica conceitos e ideias para formulação de problemas ou hipóteses pesquisáveis para estudos posteriores. Pesquisa descritiva A pesquisa descritiva tem como objetivo descrever características de uma população, fenômeno ou experiência. Pode fazer uso de levantamentos, estudos de caso, análise documental e observação sistemática para apresentar descrições precisas sobre como as coisas são e como funcionam. Fornece dados sobre a prevalência, incidência, extensão de um fenômeno, mas não sobre suas causas. Metodologias de pesquisa para o ensino da Matemática As pesquisas em Educação Matemática vêm buscando continuamente aprimorar as metodologias de ensino, de forma a promover uma aprendizagem significativa e efetiva para os alunos. Diversos métodos de investigação qualitativos e quantitativos têm sido empregados para estudar os processos de ensino e aprendizagem matemática dentro e fora da sala de aula. De acordo com Fiorentini e Lorenzato (2012), abordagens etnográficas vêm sendo utilizadas para compreender em profundidade a cultura escolar e os processos sociais e culturais que permeiam a construção do conhecimento matemático nas escolas. Essas pesquisas envolvem observação participante, entrevistas, registros de campo e análise detalhada para descrever e interpretar os significados que docentes e discentes atribuem à Matemática no contexto educacional. Borba e Araújo (2013) destacam as pesquisas de cunho qualitativo que utilizam entrevistas abertas, questionários e observação participante para investigar e entender as concepções, percepções e representações que os alunos constroem sobre conceitos e processos matemáticos ao longo de sua trajetória escolar. Essas abordagens buscam captar as perspectivas dos próprios sujeitos da aprendizagem. Além disso, como ressalta Garnica (2014), estudos do tipo "estado da arte" vêm sendo muito relevantes para mapear e categorizar as diferentes produções acadêmicas já realizadas sobre o ensino e a aprendizagem de Matemática no Brasil. Eles sintetizam o conhecimento já construído e apontam lacunas a serem preenchidas por novas pesquisas. Entre outras metodologias comumente aplicadas, encontram-se pesquisas quantitativas baseadas em levantamentos e tratamento estatístico de dados, estudos comparativos, pesquisas do tipo intervenção ou pesquisa-ação, e pesquisas bibliográficas para construção de referenciais teóricos consistentes. Em todos os casos, porém, o rigor metodológico é fundamental para validar os conhecimentos gerados a partir da investigação científica. As diferentes abordagens metodológicas fornecem lentes complementares para estudar a complexa realidade do Ensino da Matemática e encontrar caminhos para o seu contínuo aprimoramento. Cada método apresenta pontos fortes e limitações. Pesquisas quantitativas, por exemplo, permitem levantamentos amplos para testar relações entre variáveis, porém não captam com profundidade os significados subjetivos dos participantes. Já pesquisas qualitativas viabilizam uma compreensão profunda das perspectivas dos sujeitos, porém em amostras mais reduzidas. A combinação dos resultados de pesquisas com diferentes metodologias possibilita obter uma visão muito mais rica, completa e multifacetada da realidade estudada. As diferentes lentes e enfoques se complementam, permitindo enxergar ângulos da questão que uma única abordagem não alcançaria. Essa pluralidade metodológica fortalece o campo da Educação Matemática em suas múltiplas dimensões. Componentes de um projeto de pesquisa O projeto de pesquisa consiste em um documento que apresenta o planejamento de uma investigação científica a ser realizada. Ele deve conter elementos que propiciem entendimento amplo sobre o estudo proposto e viabilizem sua efetiva realização. A literatura destaca uma série de componentes essenciais que, quando adequadamente detalhados, resultam em um projeto consistente e com maiores chances de obter apoio institucional e sucesso. Introdução A introdução situa o leitor no contexto do tema e apresenta elementos centrais como o problema de pesquisa, objetivos, relevância do estudo e otras informações introdutórias. Ela delimita o foco da investigação e expõe de forma clara e objetiva o que se pretende estudar e os propósitos do trabalho. De acordo com Gil (2008), a introdução deve necessariamente conter a formulação explicita e precisa do problema que se busca investigar, as razões de sua escolha e a sua relevância científica e social. Também é parte importante da introdução a apresentação dos objetivos gerais e específicos da pesquisa, indicando o que ela pretende alcançar. Outros aspectos opcicionaissão o esclarecimento sobre a motivação do pesquisador e a contextualização histórica da temática. Revisão de Literatura A revisão de literatura, também chamada de referencial teórico, consiste na etapa de pesquisa bibliográfica sobre o tema. Reúne e analisa as principais contribuições científicas já existentes, situando o problema dentro do conhecimento disponível. Essa revisão cumpre papéis essenciais, como destacam Lakatos e Marconi (2003): a) fornece instrumental teórico-analítico para interpretar os resultados; b) fundamenta ou refuta opiniões e informações; c) explicita conceitos utilizados na pesquisa. Ao final, o leitor deve compreender em que medida a investigação proposta dialoga, complementa ou avança em relação ao conhecimento prévio sobre a temática. Metodologia A metodologia descreve e justifica de forma detalhada os métodos e técnicas que serão empregados na pesquisa para alcançar os objetivos propostos. Deve deixar claro o tipo de pesquisa, a população e amostra, instrumentos de coleta de dados, formas de tratamento dos dados e outros procedimentos necessários para obtenção de resultados confiáveis. Segundo Gil (2008), a metodologia deve permitir a um leitor avaliar a consistência dos procedimentos utilizados e, se for o caso, reproduzi-los em novas pesquisas. Portanto, requer detalhamento rigoroso de como todas as etapas serão conduzidas, desde a coleta até a análise dos dados. Resultados esperados Nos resultados esperados, delineia-se as descobertas e avanços para a área de conhecimento que se ambiciona alcançar com a realização da pesquisa proposta. Busca-se prever como o estudo poderá contribuir para preencher lacunas teóricas e/ou práticas no campo investigado. Conforme Lakatos e Marconi (2003), esse tópico responde à pergunta: o que o pesquisador espera conseguir ao final? Ele conecta os objetivos e procedimentos de potenciais implicações para o avanço do saber. Ajuda a explicitar a relevância da investigação planejada. Discussão dos resultados A discussão dos resultados é a seção onde o pesquisador analisa, interpreta e contextualiza os achados obtidos. Relaciona os dados às teorias e conhecimentos prévios, indicando concordâncias, contradições, lacunas e avanços. De acordo com Gil (2008), é o momento de estabelecer relações entre os resultados e o conhecimento teórico reunido na revisão bibliográfica. Também cabe retomar os objetivos, confirmando ou rejeitando as hipóteses e/ou perguntas de partida. Assim, consolida-se o caráter inédito e a contribuição da pesquisa. Cronograma - Planeja a distribuição das atividades ao longo do tempo previsto para realização da pesquisa. Viabiliza a execução do projeto. Orçamento - Previsão dos recursos financeiros necessários para cobrir os custos. Referências - Lista das obras citadas no texto, de acordo com normas de citação científica como ABNT. Concede crédito aos autores consultados. O detalhamento adequado desses componentes resulta em um projeto consistente, ampliando as chances de apoio institucional e sucesso da investigação planejada. 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