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Dualidade onda-partícula: uma sequência didática para o ensino médio com foco em atividades investigativas

MONICO, K. M. 24 August 2018 (has links)
Made available in DSpace on 2018-09-11T12:27:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12522_Dissertação Preliminar - aluna Kleidiani Monicopdf.pdf: 1971155 bytes, checksum: 161e37a73ea1fb61edfff28c3a1f3195 (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 / Há algumas décadas, o ensino de tópicos relacionados com a Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio tinha um papel secundário e muitas vezes era simplesmente deixado de lado. Entretanto, atualmente vivemos em um mundo cada vez mais globalizado onde as informações circulam com grande velocidade e os avanços científicos e tecnológicos estão cada vez mais presentes em nosso cotidiano. Desta forma, os conteúdos relacionados com a Física Moderna e Contemporânea passaram a ter uma importância que talvez antes não existisse, e o ensino deste conteúdo no Ensino Médio passou a ter um caráter obrigatório. Neste contexto, apresentamos neste trabalho uma proposta para o Ensino do conteúdo Dualidade Onda-Partícula em uma perspectiva investigativa. Com base nessa perspectiva construímos uma sequência de ensino, composta de textos de apoio conceitual, atividades e roteiros de demonstrações experimentais. A metodologia utilizada é baseada em atividades investigativas. Para subsidiar nossa análise, os dados foram processados por meio de aplicação de questionário, gravações das aulas e de um diário de campo. A sequência foi aplicada no primeiro semestre de 2018, em uma turma, com 35 alunos, do segundo ano do Ensino Médio da Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio Aflordízio Carvalho da Silva, situada em Vitória, Espírito Santo (ES). A pesquisa de natureza quali-quanti, teve como principal objetivo analisar a aprendizagem dos conteúdos conceituais dos estudantes. De acordo com os resultados obtidos é possível perceber como as atividades desenvolvidas durante a intervenção possuem potencial para favorecer a aprendizagem conceitual.
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Dualidade onda-partícula: uma sequência didática para o ensino médio com foco em atividades investigativas

MONICO, K. M. 24 August 2018 (has links)
Made available in DSpace on 2018-09-11T12:27:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12522_Dissertação Preliminar - aluna Kleidiani Monicopdf.pdf: 1971155 bytes, checksum: 161e37a73ea1fb61edfff28c3a1f3195 (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 / Há algumas décadas, o ensino de tópicos relacionados com a Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio tinha um papel secundário e muitas vezes era simplesmente deixado de lado. Entretanto, atualmente vivemos em um mundo cada vez mais globalizado onde as informações circulam com grande velocidade e os avanços científicos e tecnológicos estão cada vez mais presentes em nosso cotidiano. Desta forma, os conteúdos relacionados com a Física Moderna e Contemporânea passaram a ter uma importância que talvez antes não existisse, e o ensino deste conteúdo no Ensino Médio passou a ter um caráter obrigatório. Neste contexto, apresentamos neste trabalho uma proposta para o Ensino do conteúdo Dualidade Onda-Partícula em uma perspectiva investigativa. Com base nessa perspectiva construímos uma sequência de ensino, composta de textos de apoio conceitual, atividades e roteiros de demonstrações experimentais. A metodologia utilizada é baseada em atividades investigativas. Para subsidiar nossa análise, os dados foram processados por meio de aplicação de questionário, gravações das aulas e de um diário de campo. A sequência foi aplicada no primeiro semestre de 2018, em uma turma, com 35 alunos, do segundo ano do Ensino Médio da Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio Aflordízio Carvalho da Silva, situada em Vitória, Espírito Santo (ES). A pesquisa de natureza quali-quanti, teve como principal objetivo analisar a aprendizagem dos conteúdos conceituais dos estudantes. De acordo com os resultados obtidos é possível perceber como as atividades desenvolvidas durante a intervenção possuem potencial para favorecer a aprendizagem conceitual.
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Os conceitos de quantum de uma grandeza e dualidade onda-partícula no ensino do modelo atômico

Ramos, Lucilene Correia 07 May 2018 (has links)
Submitted by Lucilene Ramos (lucilene.ramos2@gmail.com) on 2018-06-12T17:26:33Z No. of bitstreams: 1 Lucilene Ramos - Dissertação de mestrado (versão completa).pdf: 2362389 bytes, checksum: c575f4fba5a7b516637b17e8b0177b68 (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-06-13T21:04:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Lucilene Ramos - Dissertação de mestrado (versão completa).pdf: 2362389 bytes, checksum: c575f4fba5a7b516637b17e8b0177b68 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T21:04:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucilene Ramos - Dissertação de mestrado (versão completa).pdf: 2362389 bytes, checksum: c575f4fba5a7b516637b17e8b0177b68 (MD5) / Esta dissertação se refere a uma pesquisa acerca da aprendizagem e do ensino dos conceitos de quantum de uma grandeza e de dualidade onda-partícula associados ao modelo atômico quântico. Investigações realizadas anteriormente pelo nosso grupo de pesquisa apontaram para a existência de problemas de ensino relacionados aos livros didáticos de Química para o ensino médio e, consequentemente, para a necessidade de propostas de ensino do modelo quântico do átomo que contribuam para a melhoria do estudo de ciências no nível médio, especialmente no que diz respeito à disciplina Química. No entanto, para desenvolver, organizar e realizar tais propostas, é preciso professores com formação adequada e, por este motivo, optou-se por focar no problema da aprendizagem do modelo atômico quântico em nível universitário, logo, em prováveis professores em formação. A partir dessas considerações delimitou-se nosso objetivo: investigar como estudantes do curso de Química adquirem e desenvolvem os conceitos de quantum e dualidade onda-partícula associados ao modelo atômico quântico. A fundamentação teórica utilizada se baseia nas categorias que compõem um conceito segundo Hardy-Vallée, as quais constituem os elementos mínimos necessários à sua aquisição, e na teoria histórico-cultural, de Vigotski, segundo a qual o emprego do conceito, estimulado por problemas/tarefas colocados pelo meio social, leva ao desenvolvimento conceitual. Sendo assim, buscou-se detectar na linguagem escrita empregada pelos estudantes em uma avaliação do curso de Química por indícios de aquisição e de desenvolvimento dos conceitos abordados. A coleta de dados envolveu primeiramente a escolha da turma de Química Quântica I, por necessariamente abordar os conceitos de interesse a esta pesquisa, bem como, por ser obrigatória também ao curso de licenciatura. Por sua vez, o procedimento de análise dos dados ocorreu pela busca em cada questão das provas por um conjunto de palavras-chaves fundamentais para o que consideramos respostas que atendem aos critérios de inclusão de coisas nos conceitos de nosso interesse; identificou-se também, a organização conceitual que estabeleceram na resolução dos problemas propostos; com base nas palavras-chaves encontradas nas respostas dos estudantes, concluiu-se pela aquisição, ou não, dos conceitos em foco. Os resultados obtidos apontam, de modo geral, para uma aquisição conceitual parcial, evidenciada pela presença de porcentagens significativas de respostas que fogem à organização prevista, indicando também que o processo de desenvolvimento conceitual não atingiu totalmente seu potencial. Paralelamente a estes resultados diretamente relacionados à questão de pesquisa, extraímos também implicações para o ensino no sentido de superar as dificuldades de desenvolvimento conceitual apresentadas pelos estudantes, de modo a contribuirmos para melhorias no ensino do modelo atômico quântico. Como possível desdobramento, propomos elaborar e aplicar sequências didáticas utilizando metodologias que permitam evitar tais entraves à aprendizagem, promovendo um ensino mais eficaz e duradouro tanto na formação de professores, quanto no ensino médio. / This dissertation is about a research on the learning and teaching of the concepts of quantum of a physical quantity and wave-particle duality associated to the quantum atomic model. Investigations made previously by our research group pointed to the existence of teaching problems related to the textbooks of chemistry for high school and, consequently, to the need for teaching proposals for the quantum atomic model that contribute to the improvement of the study of science in high school, especially regarding to chemistry. However, in order to develop, organize and carry out such proposals, we need teachers with adequate training and, for this reason, we opted to focus on the problem of learning on the quantum atomic model at university level, and thus into prospective teachers in training. From these considerations the following research question was delimited: how do chemistry students acquire and develop the concepts of quantum and wave-particle duality associated to the quantum atomic model? Therefore, our objective is to investigate how chemistry students acquire and develop the concepts of quantum of a physical quantity and wave-particle duality associated to the quantum atomic model. The theoretical foundation is based on the categories that make up a concept according to Hardy-Vallée, which are the minimum elements necessary for its acquisition, and in Vygotsky's historical-cultural theory, according to which the use of the concept, stimulated by problems / tasks placed by the social environment, leads to conceptual development. Thus, we try to detect in the written language employed by the students in a course evaluation for evidence acquisition and development of the covered concepts. The data collection involved first of all the choice of the Quantum Chemistry I class, for necessarily address the concepts of interest to this research, as well as being compulsory also for the licentiate course. In turn, the procedure of data analysis occurred through the search in each question of the tests for a set of keywords for what we consider answers that meet the criteria of inclusion of things in the concepts of our interest; it was also identified the conceptual organization that they established in the resolution of the proposed problems; based on the keywords found in the students' answers, was concluded by their acquisition, or not, of the concepts. The results obtained indicate, in general, a partial conceptual acquisition, evidenced by the presence of significant percentages of responses that escape the expected organization, also indicating that the conceptual development process did not reach its full potential. Parallel to these results directly related to the research question, we also extracted implications for teaching in order to overcome the difficulties of conceptual development presented by the students, in order to contribute to improvements in the teaching of the quantum atomic model. As a possible extension, we propose to develop and implement didactic sequences using methodologies to prevent such barriers to learning, promoting a more effective and lasting teaching in teacher training, as in high school.
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Uma proposta de ensino de tópicos de mecânica quântica sob a ótica de Bachelard

Silva, Jackson Kamphorst Leal da 08 December 2015 (has links)
Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-26T15:25:15Z No. of bitstreams: 2 Dis Jackson Silva 2015.pdf: 1700981 bytes, checksum: 78f596d30749b05fbad7890e0d56dc64 (MD5) ProducaoEducacional-JacksonKamphostLealDaSilva.pdf: 1336257 bytes, checksum: 6bd3f682415ba6ca73cb2647e47c3173 (MD5) / Approved for entry into archive by Vera Leite (vera.leite@unipampa.edu.br) on 2018-03-01T14:40:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dis Jackson Silva 2015.pdf: 1700981 bytes, checksum: 78f596d30749b05fbad7890e0d56dc64 (MD5) ProducaoEducacional-JacksonKamphostLealDaSilva.pdf: 1336257 bytes, checksum: 6bd3f682415ba6ca73cb2647e47c3173 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T14:40:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dis Jackson Silva 2015.pdf: 1700981 bytes, checksum: 78f596d30749b05fbad7890e0d56dc64 (MD5) ProducaoEducacional-JacksonKamphostLealDaSilva.pdf: 1336257 bytes, checksum: 6bd3f682415ba6ca73cb2647e47c3173 (MD5) Previous issue date: 2015-12-08 / Dada a complexidade da representação do mundo microscópio e a necessária capacidade de abstração exigida na sua representação contemporânea, pretendemos com este trabalho identificar possíveis obstáculos epistemológicos que influenciaram a construção e o desenvolvimento histórico da mecânica quântica, bem como identificar os obstáculos epistemológicos presentes nos textos de física moderna e contemporânea dos livros didáticos. Destacando as rupturas epistemológicas como uma descontinuidade que ocorre no desenvolvimento histórico e também como uma inadequação entre o saber comum e o conhecimento científico e através de uma psicanálise do conhecimento objetivo utilizada na superação dos obstáculos epistemológicos e na retificação dos erros das concepções alternativas dos alunos, pretendemos desenvolver uma sequência didática através de uma visão filosófica não realista e elaborar textos de apoio para o estudo da questão da dualidade onda-partícula através do experimento da fenda dupla para elétrons, do interferômetro Mach-Zehnder e da interação entre radiação e matéria através do efeito fotoelétrico sob a luz do postulado quântico, que são questões essenciais da física quântica, destacando, ainda, que na física quântica a observação dos fenômenos está relacionada com o fato de que a interação dos objetos atômicos e dos instrumentos de medida é parte integrante dos fenômenos quânticos (interpretação da complementaridade). Considerando que abordagens filosóficas, de caráter ontológico e epistemológico, podem gerar estratégias e atividades que envolvam a imaginação e a abstração necessárias para o entendimento das novas teorias incluímos neste trabalho uma breve discussão sobre o realismo científico e o antirrealismo bem como um breve relato histórico deste debate filosófico, que podem e devem ser conduzidos às salas de aula. Utilizaremos como fundamento teórico para o desenvolvimento deste trabalho a epistemologia histórica de Bachelard. / Considering the complexity of the microscopic world representation and the abstraction need-ed for a nowadays representation, we identify in this work (i) possible epistemological obstacles that influenced the construction and the historical development of quantum mechanics and (ii) some epistemological obstacles existing in the textbooks of Modern Physics. We characterize the epistemological ruptures as a discontinuity occurring in the historical devel-opment and also as an inadequacy between the common knowledge and the scientific one. Using a psychoanalysis in the objective knowledge that was used in the overcoming of the epistemological obstacles and in the correction of the alternative conceptions of the students, we develop a non realistic teaching sequence and elaborate support texts for the study of the wave-particle duality in (a) the electron double slits experiment, (b) the Mach-Zender interferometer and (c) the matter-radiation interaction in the photoelectric effect. Besides the fact that the wave-particle is an important notion in quantum physics, we would like to emphasize that a measure in quantum scale is related to the concept that the interaction of atomic objects with measuring instruments is an integrated part of quantum phenomena (complementary principle). Since ontological and epistemological philosophical approaches can generate strategies and activities involving the imagination and abstraction needed to understand new theories, we present in this work a brief discussion about scientific realism and anti-realism. We also present a short historical description of this philosophical debate that can and should be realized in classroom. Our work is theoretical based in the historical epistemology of Bachelard.
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A física moderna no processo de formação de técnicos na área de radiologia médica

Netto, Jader da Silva January 2008 (has links)
Nesta dissertação apresentamos o relato de uma proposta de inovação na abordagem da Física para o Curso Técnico em Radiologia Médica – Radiodiagnóstico, do Colégio Cenecista São Roque, localizado em Bento Gonçalves/RS. Motivados pela carência de trabalhos direcionados ao ensino técnico e pela necessidade em tratar a Física Moderna de modo mais conceitual, nos propusemos a elaborar uma página na internet como instrumento de apoio à disciplina de Proteção Radiológica. Considerando como marco teórico a teoria sóciointeracionista de Lev Semenovich Vygotsky e visando uma maior conscientização dos alunos quanto aos efeitos biológicos das radiações, adotamos como conceito central a dualidade onda-partícula. Tal referencial teórico considera como elemento fundamental para a aprendizagem a interação em sala de aula e dessa forma procuramos direcionar nossas aulas de modo a incentivar o debate. Os materiais didáticos desenvolvidos e adaptados para nossa prática constam de roteiros exploratórios, simulações computacionais de fenômenos físicos e leitura de textos de divulgação científica. Utilizando como ferramenta simuladores Java Applets disponíveis na internet, foram explorados os efeitos fotoelétrico e Compton. Através de um software educacional, desenvolvido no Instituto de Física, que simula o interferômetro de Mach-Zehnder abordamos o caráter dual das radiações. Este modo de abordar a Física despertou o interesse dos alunos levando-os a participar mais das aulas e a fazerem relações dos conteúdos estudados em sala de aula com os fenômenos físicos que regem o radiodiagnóstico. / In this dissertation we report an innovative approach in teaching Concepts of Quantum Physics to a technical level course in Medical Radiology, namely Radiodiagnostic at Colégio Cenecista São Roque in Bento Gonçalves/RS. The main reasons for this work are twofold: first, there is a small number of papers in the literature concerned to technical teaching and even less in this field specifically. Second, the students are required to get some conceptual understanding of Quantum Physics - an abstract subject most of them has never heard before. We have chosen the wave-particle duality as a central concept to introduce Quantum Physics given that analogies with classical wave mechanics could be more easily recovered. The dual character of electromagnetic radiation and the probabilistic nature of Quantum Physics were then emphasized since these concepts are fundamental for a better understanding of biological effects of radiation. It is also important to clarify Physics is part of our everyday and that even many of the norms that will rule their professional lives are based on the actual scientific knowledge. We believe better prepared technicians will be professionals more conscious of the importance of their own role in society. Working within Lev Semenovich Vygotsky framework we have fomented and motivated the learning through interaction among students in the classroom and through the debate among them. We have also elaborated a homepage during the semestre as a support tool to the discipline of Radiological Protection. Texts, interesting links, related news from newspaper have been continuously added as the students were suggesting or asking for. Besides the homepage, we have elaborated specific didactic material like exploratory scripts to guide the students through virtual simulations as for the Wave-particle duality in the Virtual Mach-Zehnder Interferometer and for the Photoelectric Effect. The students in general showed themselves very receptive to the innovations since they could be more active during the classes. Their final comments are interesting and they can give hints where this approach can be still improved and what they like it most.
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A física moderna no processo de formação de técnicos na área de radiologia médica

Netto, Jader da Silva January 2008 (has links)
Nesta dissertação apresentamos o relato de uma proposta de inovação na abordagem da Física para o Curso Técnico em Radiologia Médica – Radiodiagnóstico, do Colégio Cenecista São Roque, localizado em Bento Gonçalves/RS. Motivados pela carência de trabalhos direcionados ao ensino técnico e pela necessidade em tratar a Física Moderna de modo mais conceitual, nos propusemos a elaborar uma página na internet como instrumento de apoio à disciplina de Proteção Radiológica. Considerando como marco teórico a teoria sóciointeracionista de Lev Semenovich Vygotsky e visando uma maior conscientização dos alunos quanto aos efeitos biológicos das radiações, adotamos como conceito central a dualidade onda-partícula. Tal referencial teórico considera como elemento fundamental para a aprendizagem a interação em sala de aula e dessa forma procuramos direcionar nossas aulas de modo a incentivar o debate. Os materiais didáticos desenvolvidos e adaptados para nossa prática constam de roteiros exploratórios, simulações computacionais de fenômenos físicos e leitura de textos de divulgação científica. Utilizando como ferramenta simuladores Java Applets disponíveis na internet, foram explorados os efeitos fotoelétrico e Compton. Através de um software educacional, desenvolvido no Instituto de Física, que simula o interferômetro de Mach-Zehnder abordamos o caráter dual das radiações. Este modo de abordar a Física despertou o interesse dos alunos levando-os a participar mais das aulas e a fazerem relações dos conteúdos estudados em sala de aula com os fenômenos físicos que regem o radiodiagnóstico. / In this dissertation we report an innovative approach in teaching Concepts of Quantum Physics to a technical level course in Medical Radiology, namely Radiodiagnostic at Colégio Cenecista São Roque in Bento Gonçalves/RS. The main reasons for this work are twofold: first, there is a small number of papers in the literature concerned to technical teaching and even less in this field specifically. Second, the students are required to get some conceptual understanding of Quantum Physics - an abstract subject most of them has never heard before. We have chosen the wave-particle duality as a central concept to introduce Quantum Physics given that analogies with classical wave mechanics could be more easily recovered. The dual character of electromagnetic radiation and the probabilistic nature of Quantum Physics were then emphasized since these concepts are fundamental for a better understanding of biological effects of radiation. It is also important to clarify Physics is part of our everyday and that even many of the norms that will rule their professional lives are based on the actual scientific knowledge. We believe better prepared technicians will be professionals more conscious of the importance of their own role in society. Working within Lev Semenovich Vygotsky framework we have fomented and motivated the learning through interaction among students in the classroom and through the debate among them. We have also elaborated a homepage during the semestre as a support tool to the discipline of Radiological Protection. Texts, interesting links, related news from newspaper have been continuously added as the students were suggesting or asking for. Besides the homepage, we have elaborated specific didactic material like exploratory scripts to guide the students through virtual simulations as for the Wave-particle duality in the Virtual Mach-Zehnder Interferometer and for the Photoelectric Effect. The students in general showed themselves very receptive to the innovations since they could be more active during the classes. Their final comments are interesting and they can give hints where this approach can be still improved and what they like it most.
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Introdução à física moderna no ensino médio através da discussão do dualismo onda-partícula

Alvarenga, Luciano Lewandoski January 2008 (has links)
Este trabalho relata a experiência obtida com alunos de ensino médio de um curso de caráter extracurricular onde foram tratados temas tais como: Efeito Fotoelétrico, Efeito Compton, Radiação do Corpo Negro, Difração e Interferência de Ondas, Princípio da Incerteza e a Interpretação do Experimento da Fenda Dupla com Fótons e Elétrons, tendo como objetivo principal da proposta introduzir alguns conceitos fundamentais de Física Moderna, especialmente os princípios básicos da Mecânica Quântica, a partir da discussão do dualismo onda-partícula. Estes tópicos foram, em primeiro lugar, apresentados e discutidos com os alunos em sala de aula e depois, trabalhados no laboratório de informática, onde utilizou-se simuladores e programas de computador para auxiliar no processo de aprendizagem. A proposta foi aplicada nos 2os anos do ensino médio do curso de informática e eletrônica da Escola Técnica Santo Inácio, situada na periferia da cidade de Porto Alegre. O trabalho foi embasado na Teoria de Aprendizagem Significante de Rogers e na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel. Para a avaliação do processo foram aplicados um pré-teste e um pós-teste, de mesmo teor, e solicitado um depoimento escrito sobre o interesse dos alunos nos tópicos abordados. O curso serviu de laboratório para a produção de um hipertexto, gravado em CDROM e disponibilizado na rede mundial de computadores, que poderá ser utilizado em cursos de ensino médio com o objetivo de introduzir Tópicos de Física Moderna, auxiliando professores e alunos no processo ensino-aprendizagem. / This paper reports the experience obtained with high school students in extracurricular activities where the folowing issues of Modern Physics topics were considered: photoelectric effect, compton effect, blackbody radiation, diffraction and interference of waves, the uncertainty principle and the interpretation of the double slit experiment with Photons and Electrons. Tthe main objective of the proposal was to introduce some fundamental concepts of Modern Physics, especially the basic principles of Quantum Mechanics, from the the discussion of wave-particle duality. These topics were first presented and discussed with students in the classroom and then worked in the computer laboratory, where simulators and computer programs were used to assist in the learning process. The proposal was implemented in the classes from the second year of Computer and Eletronics Courses of the Santo Inácio Technical School, located in Porto Alegre city. The study was based on the Theory of Significant Learning of Rogers and the Theory of Meaningful Learning of Ausubel. A pre-test and a post-test with the same content have been implemented for the evaluation of the learning process, as well as a written testimonial on the students' interests in the worked topics. The course served as a laboratory for the production of a hypertext, recorded on CD-ROM, which can be used as support material to assist teachers and students in the teaching-learning process.
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A física moderna no processo de formação de técnicos na área de radiologia médica

Netto, Jader da Silva January 2008 (has links)
Nesta dissertação apresentamos o relato de uma proposta de inovação na abordagem da Física para o Curso Técnico em Radiologia Médica – Radiodiagnóstico, do Colégio Cenecista São Roque, localizado em Bento Gonçalves/RS. Motivados pela carência de trabalhos direcionados ao ensino técnico e pela necessidade em tratar a Física Moderna de modo mais conceitual, nos propusemos a elaborar uma página na internet como instrumento de apoio à disciplina de Proteção Radiológica. Considerando como marco teórico a teoria sóciointeracionista de Lev Semenovich Vygotsky e visando uma maior conscientização dos alunos quanto aos efeitos biológicos das radiações, adotamos como conceito central a dualidade onda-partícula. Tal referencial teórico considera como elemento fundamental para a aprendizagem a interação em sala de aula e dessa forma procuramos direcionar nossas aulas de modo a incentivar o debate. Os materiais didáticos desenvolvidos e adaptados para nossa prática constam de roteiros exploratórios, simulações computacionais de fenômenos físicos e leitura de textos de divulgação científica. Utilizando como ferramenta simuladores Java Applets disponíveis na internet, foram explorados os efeitos fotoelétrico e Compton. Através de um software educacional, desenvolvido no Instituto de Física, que simula o interferômetro de Mach-Zehnder abordamos o caráter dual das radiações. Este modo de abordar a Física despertou o interesse dos alunos levando-os a participar mais das aulas e a fazerem relações dos conteúdos estudados em sala de aula com os fenômenos físicos que regem o radiodiagnóstico. / In this dissertation we report an innovative approach in teaching Concepts of Quantum Physics to a technical level course in Medical Radiology, namely Radiodiagnostic at Colégio Cenecista São Roque in Bento Gonçalves/RS. The main reasons for this work are twofold: first, there is a small number of papers in the literature concerned to technical teaching and even less in this field specifically. Second, the students are required to get some conceptual understanding of Quantum Physics - an abstract subject most of them has never heard before. We have chosen the wave-particle duality as a central concept to introduce Quantum Physics given that analogies with classical wave mechanics could be more easily recovered. The dual character of electromagnetic radiation and the probabilistic nature of Quantum Physics were then emphasized since these concepts are fundamental for a better understanding of biological effects of radiation. It is also important to clarify Physics is part of our everyday and that even many of the norms that will rule their professional lives are based on the actual scientific knowledge. We believe better prepared technicians will be professionals more conscious of the importance of their own role in society. Working within Lev Semenovich Vygotsky framework we have fomented and motivated the learning through interaction among students in the classroom and through the debate among them. We have also elaborated a homepage during the semestre as a support tool to the discipline of Radiological Protection. Texts, interesting links, related news from newspaper have been continuously added as the students were suggesting or asking for. Besides the homepage, we have elaborated specific didactic material like exploratory scripts to guide the students through virtual simulations as for the Wave-particle duality in the Virtual Mach-Zehnder Interferometer and for the Photoelectric Effect. The students in general showed themselves very receptive to the innovations since they could be more active during the classes. Their final comments are interesting and they can give hints where this approach can be still improved and what they like it most.
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Introdução à física moderna no ensino médio através da discussão do dualismo onda-partícula

Alvarenga, Luciano Lewandoski January 2008 (has links)
Este trabalho relata a experiência obtida com alunos de ensino médio de um curso de caráter extracurricular onde foram tratados temas tais como: Efeito Fotoelétrico, Efeito Compton, Radiação do Corpo Negro, Difração e Interferência de Ondas, Princípio da Incerteza e a Interpretação do Experimento da Fenda Dupla com Fótons e Elétrons, tendo como objetivo principal da proposta introduzir alguns conceitos fundamentais de Física Moderna, especialmente os princípios básicos da Mecânica Quântica, a partir da discussão do dualismo onda-partícula. Estes tópicos foram, em primeiro lugar, apresentados e discutidos com os alunos em sala de aula e depois, trabalhados no laboratório de informática, onde utilizou-se simuladores e programas de computador para auxiliar no processo de aprendizagem. A proposta foi aplicada nos 2os anos do ensino médio do curso de informática e eletrônica da Escola Técnica Santo Inácio, situada na periferia da cidade de Porto Alegre. O trabalho foi embasado na Teoria de Aprendizagem Significante de Rogers e na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel. Para a avaliação do processo foram aplicados um pré-teste e um pós-teste, de mesmo teor, e solicitado um depoimento escrito sobre o interesse dos alunos nos tópicos abordados. O curso serviu de laboratório para a produção de um hipertexto, gravado em CDROM e disponibilizado na rede mundial de computadores, que poderá ser utilizado em cursos de ensino médio com o objetivo de introduzir Tópicos de Física Moderna, auxiliando professores e alunos no processo ensino-aprendizagem. / This paper reports the experience obtained with high school students in extracurricular activities where the folowing issues of Modern Physics topics were considered: photoelectric effect, compton effect, blackbody radiation, diffraction and interference of waves, the uncertainty principle and the interpretation of the double slit experiment with Photons and Electrons. Tthe main objective of the proposal was to introduce some fundamental concepts of Modern Physics, especially the basic principles of Quantum Mechanics, from the the discussion of wave-particle duality. These topics were first presented and discussed with students in the classroom and then worked in the computer laboratory, where simulators and computer programs were used to assist in the learning process. The proposal was implemented in the classes from the second year of Computer and Eletronics Courses of the Santo Inácio Technical School, located in Porto Alegre city. The study was based on the Theory of Significant Learning of Rogers and the Theory of Meaningful Learning of Ausubel. A pre-test and a post-test with the same content have been implemented for the evaluation of the learning process, as well as a written testimonial on the students' interests in the worked topics. The course served as a laboratory for the production of a hypertext, recorded on CD-ROM, which can be used as support material to assist teachers and students in the teaching-learning process.
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Introdução à física moderna no ensino médio através da discussão do dualismo onda-partícula

Alvarenga, Luciano Lewandoski January 2008 (has links)
Este trabalho relata a experiência obtida com alunos de ensino médio de um curso de caráter extracurricular onde foram tratados temas tais como: Efeito Fotoelétrico, Efeito Compton, Radiação do Corpo Negro, Difração e Interferência de Ondas, Princípio da Incerteza e a Interpretação do Experimento da Fenda Dupla com Fótons e Elétrons, tendo como objetivo principal da proposta introduzir alguns conceitos fundamentais de Física Moderna, especialmente os princípios básicos da Mecânica Quântica, a partir da discussão do dualismo onda-partícula. Estes tópicos foram, em primeiro lugar, apresentados e discutidos com os alunos em sala de aula e depois, trabalhados no laboratório de informática, onde utilizou-se simuladores e programas de computador para auxiliar no processo de aprendizagem. A proposta foi aplicada nos 2os anos do ensino médio do curso de informática e eletrônica da Escola Técnica Santo Inácio, situada na periferia da cidade de Porto Alegre. O trabalho foi embasado na Teoria de Aprendizagem Significante de Rogers e na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel. Para a avaliação do processo foram aplicados um pré-teste e um pós-teste, de mesmo teor, e solicitado um depoimento escrito sobre o interesse dos alunos nos tópicos abordados. O curso serviu de laboratório para a produção de um hipertexto, gravado em CDROM e disponibilizado na rede mundial de computadores, que poderá ser utilizado em cursos de ensino médio com o objetivo de introduzir Tópicos de Física Moderna, auxiliando professores e alunos no processo ensino-aprendizagem. / This paper reports the experience obtained with high school students in extracurricular activities where the folowing issues of Modern Physics topics were considered: photoelectric effect, compton effect, blackbody radiation, diffraction and interference of waves, the uncertainty principle and the interpretation of the double slit experiment with Photons and Electrons. Tthe main objective of the proposal was to introduce some fundamental concepts of Modern Physics, especially the basic principles of Quantum Mechanics, from the the discussion of wave-particle duality. These topics were first presented and discussed with students in the classroom and then worked in the computer laboratory, where simulators and computer programs were used to assist in the learning process. The proposal was implemented in the classes from the second year of Computer and Eletronics Courses of the Santo Inácio Technical School, located in Porto Alegre city. The study was based on the Theory of Significant Learning of Rogers and the Theory of Meaningful Learning of Ausubel. A pre-test and a post-test with the same content have been implemented for the evaluation of the learning process, as well as a written testimonial on the students' interests in the worked topics. The course served as a laboratory for the production of a hypertext, recorded on CD-ROM, which can be used as support material to assist teachers and students in the teaching-learning process.

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