ANALYSIS OF THE DIDACTIC TRANSPOSITION OF KEPLER’S LAWS IN HIGH SCHOOL: A PERSPECTIVE ON THE DIDACTIC CONSTRAINTS THAT ARISE FROM THE KNOWLEDGE TO BE TAUGHT AND THE TAUGHT KNOWLEDGE

Authors

  • Gabriel Luiz Nalon Macedo Universidade Estadual de Maringá - UEM
  • Luciano Carvalhais Gomes Universidade Estadual de Maringá - UEM
  • Daniel Gardelli Universidade Estadual de Maringá - UEM

DOI:

https://doi.org/10.14244/RELEA/2025.40.39-90

Keywords:

Astronomy Teaching, Physics Teaching, Laws of planetary motion

Abstract

This study examines the process of internal didactic transposition of Kepler's three laws of planetary motion in high school education. The research was conducted in five public high schools within the Regional Education Center of Maringá, Paraná, Brazil, involving five Physics teachers. Data were collected through field journals and audio recordings of the classes, enabling a detailed analysis of the teachers' discourse. The results reveal that the didactic material (Knowledge to be Taught) used contains inconsistencies, simplifications, and factual errors that lead to the decontextualization, depersonalization, desyncretization and publicity of the original scientific knowledge, without adequate epistemological vigilance. For example, regarding Kepler's first law, the material inaccurately presents planetary orbits with high eccentricity and incorrectly states that the three laws were introduced in the work Astronomia Nova. As for the Taught Knowledge, that is, the classes taught by teachers, the critical analysis revealed that most teachers also do not carry out the necessary epistemological vigilance when transposing the content, thus perpetuating the errors present in the Knowledge to be Taught, and in some cases, aggravating them. An example of this is the treatment of the law of periods, where teachers fail to mention Kepler's pursuit of harmony in planetary motions based on music, or when they blend Newtonian concepts of gravitation with Kepler's ideas. These results suggest a lack of more active epistemological vigilance on the part of both teachers and the creators of the didactic materials, which ultimately amplifies the impact of didactic constraints during the transposition process. Therefore, this study highlights the need for a more careful and rigorous review of educational materials and for continuous professional development of teachers to ensure that scientific knowledge is transposed with consideration of its historical, social, cultural, and epistemological context, thereby ensuring that school knowledge is less simplified and more closely connected to its origins.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Gabriel Luiz Nalon Macedo, Universidade Estadual de Maringá - UEM

Atualmente Gabriel Luiz Nalon Macedo é doutorando do curso de Educação para a Ciência e a Matemática da Universidade Estadual de Maringá (UEM) na linha de pesquisa História, Epistemologia e Cultura da Ciência. Faz parte do comitê editorial da Revista Vitruvian Cogitationes - RVC e é Representante Discente do curso de doutorado. É Mestre em Educação para a Ciência e a Matemática pela Universidade Estadual de Maringá (2023) e também Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (2020). Durante o mestrado foi bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES e representante discente do curso de mestrado. No mestrado trabalhou na linha de pesquisa História, Epistemologia e Cultura da Ciência, desenvolvendo uma pesquisa que se utilizou da Teoria da Transposição Didática de Chevallard para estudar o fenômeno da transposição didática do conceito de força gravitacional newtoniana, do Saber Sábio para o Saber a Ensinar. Enquanto que durante a graduação participou como bolsista do programa PIBID - Projeto Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência durante 3 anos, desenvolvendo atividades junto ao grupo como, por exemplo, discussões de melhorias no Ensino de Física e elaborações de sequências didáticas, assim como participação e intervenção em sala de aula sob coordenação dos professores envolvidos no projeto. Participou como monitor no Museu Dinâmico Interdisciplinar - MUDI da Universidade Estadual de Maringá, onde ministrava as realizações e as explicações de experimentos no ambiente de Física do museu. Participou também como preceptor no Programa de Integração Estudantil - PROINTE da Universidade Estadual de Maringá, onde auxiliou professores da Universidade na resolução e produção de materiais didáticos das disciplinas de Física Aplicada a Agronomia e Zootecnia, Métodos de Física Teórica I, Física Geral I, Física Geral III e Eletromagnetismo que serviram de suporte para aplicações na área de Física, apresentando e auxiliando os acadêmicos e professores dessas disciplinas no desenvolvimento das atividades didáticas.

Luciano Carvalhais Gomes, Universidade Estadual de Maringá - UEM

Doutor em Educação para a Ciência e a Matemática pela Universidade Estadual de Maringá (2012). Mestre em Educação para a Ciência e o Ensino de Matemática pela Universidade Estadual de Maringá (2008). Graduado em Licenciatura Plena em Física pela Universidade Estadual de Maringá (2005). Mestre em Engenharia de Estruturas pela Universidade Federal de Minas Gerais (2001) e graduado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Minas Gerais (1998). Atualmente, é professor do Departamento de Física e do Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática (PCM) da Universidade Estadual de Maringá (UEM), atuando nas seguintes linhas de pesquisa: Ensino e Aprendizagem na Educação Científica; Formação de Professores de Ciências e Matemática; História, Epistemologia e Cultura da Ciência.

Daniel Gardelli, Universidade Estadual de Maringá - UEM

Possui graduação no curso de Licenciatura em Física pela Universidade Estadual de Campinas (1998), mestrado em Ensino de Ciências (Modalidade Física) pela Universidade de São Paulo (2004) e doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática da Universidade Estadual de Maringá (2014). Tem experiência na área de História da Física e Ensino de Física em Nível Médio e Superior. Atualmente, é professor do Departamento de Física e do Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática (PCM) da Universidade Estadual de Maringá (UEM), atuando principalmente nos seguintes temas: História da Ciência, Filosofia da Ciência e Epistemologia da Ciência.

Published

2025-11-22

How to Cite

Macedo, G. L. N., Gomes, L. C., & Gardelli, D. (2025). ANALYSIS OF THE DIDACTIC TRANSPOSITION OF KEPLER’S LAWS IN HIGH SCHOOL: A PERSPECTIVE ON THE DIDACTIC CONSTRAINTS THAT ARISE FROM THE KNOWLEDGE TO BE TAUGHT AND THE TAUGHT KNOWLEDGE. Latin-American Journal of Astronomy Education, 1(40), 38–89. https://doi.org/10.14244/RELEA/2025.40.39-90

Issue

Section

Articles