Nesta pesquisa, buscou-se verificar: a) quais interações discursivas ocorrem em uma sala de aula, durante um conjunto de atividades de laboratório de investigação com a exploração e montagem de um interferômetro de Mach-Zehnder; b) quais ações e perguntas feitas pelo professor são promotoras de argumentação pelos alunos e possibilitam o desenvolvimento de alfabetização científica; c) se os alunos se apropriam das interpretações da Mecânica Quântica sobre a natureza e o comportamento da luz. Esta pesquisa teve como embrião dois outros trabalhos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa a que estamos associados. Para alcançar nossos objetivos, fizemos uma revisão da literatura sobre as bases teóricas que alicerçam a análise da argumentação em sala de aula e sobre a fundamentação de uma Sequência de Ensino Investigativa. Transcrevemos as falas e os gestos de uma aula de uma sequência de ensino que objetivava investigar a natureza e o comportamento da luz em um interferômetro real e em uma extrapolação para o ideal, utilizando o arranjo experimental de Mach-Zehnder e um programa de computador que simula esse experimento. As gravações foram feitas em duas turmas do terceiro ano do ensino médio de duas escolas públicas. Para responder às questões de pesquisa propostas, analisamos as aulas que sistematizavam as discussões e os registros escritos finais dos alunos. A partir dos dados, não foi possível verificar a ocorrência de indicadores de alfabetização científica nem a estrutura do discurso oral dos alunos, embora os registros escritos demonstrem a apropriação de conceitos de Física Moderna e Contemporânea pelos estudantes. Também confrontamos os resultados obtidos nesta pesquisa com aqueles originados das pesquisas anteriores que embasaram este trabalho. / In this research, we check: a) which discursive interactions occur in a classroom during a set of laboratory research activities with the exploration and assembly of a Mach-Zehnder interferometer; b) what actions and questions asked by the teacher are promoting argumentation by students and enable the development of scientific literacy; c) if the students take ownership of the interpretations of quantum mechanics on the nature and behavior of light. This research was embryo two other development work by the research group to which we are associated. To achieve our goals, we review the literature on the theoretical foundations that underpin the analysis of argumentation in the classroom and on the reasons for a Investigative Teaching Sequence. We transcribe the words and gestures of a class of a teaching sequence aimed to investigate the nature and the behavior of light in a real interferometer and an extrapolation for optimal using the experimental arrangement of Mach-Zehnder and a computer program simulates this experiment. The recordings were made in two of the third year of high school from two public schools classes. To answer the research questions posed, we analyze the lessons that sistematizavam discussions and final written records of students. From the data, it was not possible to verify the occurrence of scientific literacy indicators or the structure of oral speech of students, although written records showing the appropriation of concepts of Modern and Contemporary Physics by students. Also we confront the results obtained in this study with those arising from previous research that supported this work.

A inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no currículo de Física do Ensino Médio já vem sendo discutida há aproximadamente duas décadas e já é possível observar a inclusão de alguns deles nos conteúdos programáticos adotados por algumas escolas. Em consonância com as orientações contidas nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio e no complemento a esse documento, o currículo oficial do estado de São Paulo inclui o estudo das partículas elementares e outros tópicos da FMC entre os assuntos a serem trabalhados na disciplina de Física. No entanto, as pesquisas mostram que esses temas ainda não são abordados pela maioria dos professores. Os professores apontam, entre outros empecilhos, que não tiveram formação para isso e, mesmo alguns daqueles que possuem algum conhecimento, afirmam não se julgarem capazes de ensinar esses tópicos. Neste estudo consideramos que uma das variáveis que podem influenciar a decisão dos professores sobre aceitar ou não o desafio de promover inovações no ensino são as suas crenças de autoeficácia, ou seja, as crenças dos sujeitos sobre as suas capacidades de realizar uma determinada tarefa de forma satisfatória, independentemente dos resultados dessa ação. Essas crenças tornam-se importantes à medida que os sujeitos tentam evitar situações que lhes causem frustrações e, por isso, a não ser que acreditem que possam realizar uma tarefa de forma satisfatória, têm pouco ou nenhum incentivo para investir tempo e energia na sua realização. Nesse sentido, este estudo buscou analisar a influência da participação de professores de Física em um evento de divulgação científica - o International Masterclasses Hands on Particle Physics e seu evento correlato, a Oficina sobre Física de Partículas - sobre as suas crenças de autoeficácia, tendo em vista o ensino da Física de partículas elementares no Ensino Médio. Para cumprir esse objetivo, realizamos entrevistas semiestruturadas com dois professores que já haviam participado do Masterclass e da Oficina organizados pelo São Paulo Research and Analysis Center. A partir dessas entrevistas construímos narrativas sobre as histórias desses professores e conduzimos a análise em busca da caracterização das crenças de autoeficácia e dos sentidos atribuídos pelos mesmos à participação em ambos os eventos. A análise revelou que ambos possuíam elevadas crenças de autoeficácia e atribuíam à participação nesses eventos sentidos motivacional, formativo (relacionado à aprendizagem de conteúdos) e de instrumentalização (por tomarem conhecimento de atividades didáticas, experimentos e exemplos contextualizantes). Esses fatores foram capazes de mobilizar as crenças de autoeficácia dos professores, exercendo influência sobre suas decisões no sentido de investir no ensino de Física de partículas. / The insertion of Modern and Contemporary Physics (MCP) topics in the high school physics curriculum has been discussed for approximately two decades and it is already possible to observe the inclusion of some of these topics in the curricula adopted by some schools. In accordance with the guidelines contained in the National Curricular Parameters for High School (PCNEM) and the complement to this document (PCN +), the official curriculum of the state of São Paulo includes the study of elementary particles and other MCP topics among the subjects to be taught in Physics classes. However, researches shows that most physics teachers are still not addressing these topics in their classes. Teachers argue that, among other obstacles, they lack the knowledge to do so and, even those with some knowledge about these topics say they do not feel confident to teach them. In this study, we consider that one of the variables that may influence teachers\' decision to accept or not the challenge of promoting innovations in teaching is their self-efficacy beliefs, that is, the subjects\' beliefs about their ability to perform a given action in a satisfactory way, regardless of the outcome of that action. These beliefs gain importance as subjects try to avoid situations that cause them frustrations, and therefore, unless they believe they can perform a task satisfactorily, they have little or no incentive to invest time and energy in their achievement. In this sense, this study aimed to analyze the influence of the participation of Physics teachers in a scientific outreach event - the International Masterclasses Hands on Particle Physics, or simply Masterclass - and in a workshop on particle physics - a related event - on their self-efficacy beliefs, aiming at the teaching of elementary particle physics in high school. To accomplish this objective, we conducted semi-structured interviews with two teachers who had already participated in the Masterclass and the workshop, both organized by SPRACE. Based on these interviews, we elaborated narratives about these teachers\' histories and conducted an analysis to characterize their self-efficacy beliefs and the meanings attributed by them to the participation in both events. The analysis revealed that both teachers had high self-efficacy beliefs and attributed to participation in these events motivational, formative (related to content learning) and instrumentalization (for learning about didactic activities, experiments and contextualising examples) meanings. These factors were able to mobilize teachers\' self-efficacy beliefs, influencing their decisions about investing in teaching particle physics.

Esta pesquisa tem como objetivo analisar os saberes docentes no processo de inovação curricular, especificamente, na introdução da física moderna e contemporânea no ensino médio. Com esta finalidade acompanhamos quatro professores do ensino médio, que elaboraram e aplicaram sequências didáticas sobre tópicos de física moderna e contemporânea em suas respectivas salas de aula. A escolha dos sujeitos para esta pesquisa se deu por oportunidade, ou seja, foram escolhidos devido à participação deles num curso de formação continuada realizado na Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo. O curso em questão foi elaborado para a capacitação de professores da rede pública do Estado de São Paulo e foi estruturado em três turmas, cada qual, englobando um tópico de física moderna e contemporânea: Linhas Espectrais, Partículas Elementares e Relatividade. Este curso foi repetido em três oportunidades, o que permitiu que alguns dos professores participassem de todas as turmas. O acompanhamento dos professores teve início com a aplicação da sequência didática em sala de aula, no primeiro semestre de 2011. Os primeiros dados recolhidos tiveram origem nas filmagens das aulas destes professores, durante a aplicação das sequências didáticas no ensino médio. Em seguida, realizamos três entrevistas semiestruturadas. As duas primeiras tiveram como objetivo levantar alguns aspectos relacionados à vivência dos professores, começando com a etapa de formação na escola de ensino básico até a sua graduação. Também foram levantados alguns aspectos relacionados à atuação profissional dos professores e ao seu contato com a física moderna e contemporânea, tanto na formação inicial quanto no exercício de sua profissão. A terceira entrevista teve como objetivo aprofundar a análise referente às práticas docentes utilizadas no desenvolvimento da sequência didática. Essas práticas compõem o que Maurice Tardif chama de saberes docentes. De acordo com a natureza dos dados obtidos, esta pesquisa se enquadra nos referenciais da pesquisa qualitativa, na medida em que, os dados principais são descritivos, compostos de gráficos e transcrições, os quais foram recolhidos em forma de gravações em áudio ou vídeo. Os resultados permitiram a construção de categorias que podem servir de base para a elaboração de um conjunto de saberes necessários ao processo de inovação curricular e serem incorporados na formação inicial dos futuros professores, contribuindo para que eles sejam mais bem preparados para trabalhar com os processos de inovação. As categorias encontradas empiricamente são: saber transpor os conteúdos específicos para a sala de aula, saber utilizar os recursos didáticos audiovisuais, saber organizar e planejar atividades didáticas, saber construir os mecanismos de avaliação e saber gerir a sala de aula. / This research aims to analyze the teaching knowledge in the process of curriculum innovation, specifically the introduction of modern physics in high school. To that end we investigated four high school teachers who have developed and applied didactic sequences on topics of modern physics in their classrooms. The choice of these teachers was made by chance, i.e., they participated in an in-service education course, held at the Faculty of Education, University of São Paulo. The course has been prepared for the training of public school teachers of the State of São Paulo and was divided into three groups, on topics of modern physics: Spectral Lines, Elementary Particles and Relativity. This course was repeated three times. Some teachers participated in all courses. The accompanying teachers began with the application of instructional sequence in the classroom, in the first half of 2011. The first data collected originated in the video of the teachers of these classes during the application of didactic sequences in their classrooms. Then we conducted three semi-structured interviews. The first two were intended to raise some issues related to their training, starting with step training in secondary school until his graduation. Were also raised some issues related to the professional performance of teachers and contact with modern physics, both in initial training and in professional practice. The third interview was to further examine regarding teaching practices used in the development of didactical sequence. These practices comprise what Maurice Tardif calls teaching knowledge. According to the nature of the data obtained in this study fit the qualitative references, to the extent that the main data are descriptive compounds, graphics, and transcripts which were collected in the form of audio or video recordings. The results allowed the build of categories that can serve as a basis for the elaboration of a set of knowledge necessary to the process of curriculum innovation and to be incorporated in the pre-service training of future teachers, prepared to work with the innovation processes. The categories found empirically are able to transpose the specific content for the classroom, knowing how to use audiovisual teaching resources, know how to organize and plan educational activities, namely building evaluation mechanisms and know how to manage the classroom.

Na perspectiva da construção do conhecimento, como uma aquisição do domínio das diversas linguagens da ciência, e suas relações, foi elaborado uma atividade de ensino aprendizagem, na introdução de Física Moderna, no módulo Física de Partículas, no Ensino Médio, em que os alunos, em sala de aula, construíram representações pictóricas para os fenômenos físicos, relatados na história da ciência, que permitiram a distinção entre as radiações alfa, beta e gama. Para que fossem consideradas as características envolvidas no processo de construção das representações pictóricas, buscaram-se trabalhos de pesquisa que abrangiam a utilização das diversas palavras que envolviam sinonímia com desenhos e foram encontrados também em trabalhos de pesquisadores sobre semiótica respaldos para o foco de análise. A questão proposta foi contemplada e com base nos resultados e sintonia com a revisão bibliográfica, destacou-se a construção dos alunos, de representações pictóricas, no ensino de Ciências, como um processo que favorece a construção do conhecimento. / In preparation for the construction of knowledge, as an acquisition of the domain of the various languages of science, and their relationships, was prepared an activity of teaching and learning, the introduction of modern physics, module in Particle Physics, in high school, where students in the classroom, built pictorial representations for the physical phenomena, reported in the history of science, which allowed the distinction between alpha, beta and gamma. To consider the characteristics involved in the construction of pictorial representation, we seek research papers covering the use of different words that involved synonymy with drawings and found too in research on semiotics backrests for our focus of analysis. The question proposed was contemplated and results-based and consistent with the literature review highlight the construction of the students, pictorial, in teaching science as a process that favors the construction of knowledge.

Já há alguns anos presencia-se no Ensino de Física um conjunto de práticas consolidadas que dão maior ênfase aos conteúdos da Física Clássica em detrimento daqueles que se relacionam com a Física Moderna e Contemporânea (FMC), ainda que as pesquisas tenham mostrado nos últimos anos a necessidade de atualização dos currículos. Mas, por que tais mudanças não ocorrem? As crenças de autoeficácia (BANDURA, 1977) formam um constructo que possui uma interessante influência sobre o comportamento humano, desse modo, é importante compreender como as crenças de autoeficácia contribuem para o estabelecimento dessa realidade. O intuito é de tentar observar, através de uma pesquisa de natureza qualitativa, como as crenças de autoeficácia dos professores agem sobre suas práticas, dentro de um contexto de inovação. O contexto de inovação ao qual se refere este trabalho diz respeito às práticas com os conteúdos ligados à Física Moderna e Contemporânea. Para contemplar esses objetivos fez-se uso de três instrumentos para a coleta de dados: um questionário do tipo Likert, que foi utilizado para a aferição do nível de crenças de autoeficácia dos professores participantes de um curso de formação em FMC; um instrumento intermediário denominado de Situações, que auxiliou na definição final da amostra, bem como proporcionou conhecer um pouco mais das práticas dos sujeitos; e entrevistas semiestruturadas. Para as entrevistas, foram selecionados seis sujeitos que apresentavam distintos níveis de crenças de autoeficácia pessoal para compreender como as suas crenças de autoeficácia influem em seu trabalho com FMC. Os dados permitiram concluir que: i-) os professores que apresentaram um elevado nível de crença de autoeficácia pessoal são mais propensos a adoção de metodologias diversificadas e a implementação de conteúdos ligados a FMC para a promoção do interesse dos alunos; ii-) o reconhecimento de seu trabalho pelos alunos, bem como a relação afetiva com o conhecimento são interessantes fatores que contribuem para a estruturação das crenças de autoeficácia dos indivíduos; iii-) os professores que demonstraram elevado índice de crença de autoeficácia pessoal buscam alternativas para lidar com as dificuldades presentes em seu cotidiano; iv-) as persuasões verbais, realizadas pelos pares, influenciam de forma considerável os sujeitos que apresentaram baixos níveis de crenças de autoeficácia e parecem não serem tão decisivas sobre os sujeitos com altas crenças de autoeficácia; v-) os diferentes níveis de crenças de autoeficácia mostraram que os professores interpretam e lidam com situações semelhantes de forma distinta; vi-) a formação dos sujeitos é um fator relevante na constituição de suas crenças de autoeficácia. Esse estudo possibilitou também visualizar a relação intrínseca presente entre os níveis de crenças de autoeficácia dos indivíduos e a sua manifestação em contextos específicos. E, por fim, esse trabalho tornou possível enfatizar a problemática inerente aos instrumentos declarativos para aferição das crenças de autoeficácia dos indivíduos, o que reforçou a necessidade de estudos de natureza qualitativa nessa área de pesquisa. / It has been already presence in the Physics teaching a set of consolidated practices that give more emphasis to the contents of the Classic Physics in detriment those that relate with Modern and Contemporary Physics (MCP), even though the research has shown in recent years the necessity of updating the resumes. But, why such changes do not occur? The self-efficacy beliefs (BANDURA, 1977) form a construct that has an interesting influence on the human behavior, in this manner, it is important to understand how those self-efficacy beliefs contribute for this reality establishment. The aim is to try to observe, through a qualitative research, how the self-efficacy beliefs of teachers about their practices act within a context of innovation. The innovation context in which this work is related concerns about the practices linked contents to the Modern and Contemporary Physics. To contemplate these objectives they used three instruments for the data collection: a Likert questionnaire, that was used for the gauging of the level of self-efficacy beliefs of the participant teachers of a course of formation in MCP; a intermediate instrument called of Situations, that assisted in the final definition of the sample, as well provided to know a little more about the practical of the teachers; and the semi-structuralized interviews. For the interviews, six teachers had been selected that presented distinct levels of personal self-efficacy beliefs to understand how their selfefficacy beliefs have an influence at their work with MCP. The data allowed us to conclude that: i) the teachers that had presented a high level of personal self-efficacy beliefs are more inclined to the adoption of diversified methodologies and the implementation of the contents related to the MCP for the promotion of interest often pupils; ii) the recognition of its work by the pupils, as well the affective relation with the knowledge are interesting factors that contribute for the organizations of the self-efficacy beliefs of the individuals; iii) the teachers that had demonstrated a high index of personal self-efficacy beliefs search for alternatives for dealing with the difficulties presented in their daily life; iv) the verbal persuasions, done in pairs, have an influence in a considerable form at those teachers that had presented basses levels of self-efficacy beliefs and seem not to be so decisive in the teachers with a high self-efficacy beliefs; v) the different levels of self-efficacy beliefs had shown that teachers interpret and deal with similar situations in distinct forms; vi)the formation of the teachers is a relevant factor in the constitution of its self-efficacy beliefs. This study could also make it possible to visualize the intrinsic relation presence among levels of self-efficacy beliefs of the individuals and its manifestation in specific contexts. And finally, this work has made it possible to emphasize the inherent problematic to the declarative instruments for gauging the self-efficacy beliefs of the individuals, what has strengthened the necessity of studies in a qualitative nature in this seek area.

O presente trabalho apresenta uma análise dos saberes docentes desenvolvidos por futuros professores de física e algumas razões das dificuldades encontradas para a inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio. A partir das definições dos saberes de Tardif (2002) procuramos identificar quais destes saberes estão sendo desenvolvidos pelos futuros professores e de que maneira a experiência de ensino vivenciada por eles contribuiu para sua formação profissional. A pesquisa é de natureza qualitativa e foi desenvolvida com alunos do último ano do curso de Licenciatura em Ciências Exatas (habilitação: Física), do Instituto de Física da USP de São Carlos - Universidade de São Paulo. Com os resultados encontrados, buscamos estabelecer algumas das dificuldades dos futuros professores para trabalhar tópicos de Física Moderna e Contemporânea em sala de aula e quais rumos podem ser tomados à procura de soluções que possam servir de base para o desenvolvimento de propostas de ensino desta natureza. / This research presents an analysis of teacher knowledge developed by prospective teachers of physical reasons and some of the difficulties in the inclusion of topics of Modern and Contemporary Physics in high school. From the definitions of knowledge by Tardif (2002) sought to identify which of these knowledge are being developed by prospective teachers and how the experience of teaching experienced by them contributed to their professional training. The research is qualitative in nature and is designed with students in their last year of the BSc in Exact Sciences (qualification: Physics), Institute of Physics of USP in São Carlos - University of Sao Paulo. With these results, we tried to establish some of the difficulties of future teachers to work topics Modern and Contemporary Physics classroom and what paths can be looking for solutions that can serve as a basis for the development of the education proposals of this nature.

O livro didático, mesmo com todos os recursos digitais disponíveis, possui papel de destaque na educação básica brasileira, seja em razão de seu amplo acesso a alunos e professores, seja por causa de sua presença na história da nossa educação. Como fonte de pesquisa, esse material tem atraído cada vez mais interesse dos pesquisadores que o analisam sob diversos aspectos. Neste trabalho analisamos o livro didático como fonte documental histórica e tivemos como objetivo estudar a inserção de conteúdos de física moderna em livros didáticos de Física do começo do século XX. Analisamos cinco livros didáticos de Física: Traité elémentaire de Physique (1918), de Albert Ganot; Curso elementar de Physica (1920), de Antônio de Pádua Dias; Tratado de Physica (1928), de Raul Romano; Tratado de Física elementar (1925), de Francisco Ribeiro Nobre; e Curso de Physica (1936), de Aníbal Freitas. Na perspectiva de caracterizar o ensino de física moderna no período, com base na leitura exaustiva do material e dos referencias utilizados, foi possível construir quatro grandes categorias de análise: histórica, matemática, experimental e aplicativa tecnológica. Na categoria histórica, por exemplo, estão inseridos os elementos relacionados a descobertas e biografias dos cientistas. Foi possível notar que a ênfase nessa categoria é caracterizada pela priorização de fatos e uma história descritiva. A categoria matemática aparece marcada pelo uso de relações de grandeza e proporções, e não pelo predomínio do uso de equações que são comuns nos livros didáticos atuais. Já a categoria experimental caracteriza-se por uma série de apresentações de atividades práticas, as quais, muitas vezes, resumem-se à descrição procedimental acerca do uso de alguns aparelhos. Por último, a categoria aplicativa tecnológica foca na descrição de produtos da tecnologia da época, especialmente no uso das radiações na área médica, ressaltando seus benefícios. As categorias experimental e aplicativa tecnológica são as presentes nos livros didáticos analisados e parecem mostrar a forma como a física moderna era tratada no contexto educacional brasileiro do início do século XX, indicando uma tendência fortemente relacionada ao apelo da inserção de temas mais contemporâneos da ciência e com conteúdos direcionados à aplicação tecnológica. Desta pesquisa identificamos três questões principais, que podem promover à sua continuidade. A primeira trata da pequena expressividade de trabalhos desta natureza, que no Brasil passaram a ser mais frequentes a partir da década de 1990. A segunda ressalta a ausência de conteúdos mais acadêmicos nos livros didáticos analisados (como a Radiação de corpo negro e a Quantização de energia, temas contemporâneos à época). Por último, indagamos sobre a influência francesa no sistema educacional brasileiro, tanto nos modelos de instituições escolares criados no nosso país, como também nos livros didáticos recomendados. Questionamos se essa influência francesa foi percebida apenas no Brasil ou se também pôde ser observada em outros países. / The textbook, even with all digital resources available, has a major role in the Brazilian basic education, either because of their broad access to students and teachers, either because of their presence in the history of our education. As a research resource, this material has attracted increasing interest of researchers who analyze it from different aspects. We examined the textbook as a historical documentary source and our objective was to study the insertion of content in modern physics Physics textbooks from the early twentieth century. We analyzed five Physics textbooks: Traité elémentaire de Physique (1918), of Albert Ganot; Curso elementar de Physica (1920), of Antônio de Pádua Dias; Tratado de Physica (1928), of Raul Romano; Tratado de Física elementar (1925), of Francisco Ribeiro Nobre; and Curso de Physica (1936), of Aníbal Freitas. From the perspective of characterizing the teaching of modern physics in the period, based on extensive reading of materials and references used, it was possible to build four broad categories of analysis: historical, mathematical, experimental and applicative technology. In the historical category, for example, are inserted elements related to discoveries and biographies of scientists. We observed that the emphasis in this category is characterized by prioritizing facts and a descriptive story. The math category appears marked by the use of ratios and proportions greatness, and not by the prevalence of the use of equations that are common in today\'s textbooks. Already the experimental category is characterized by a series of presentations from practical activities, which often boil down to the procedural description about the use of some appliances. Finally, technological applicational category focuses on the description of the technology of the time products, especially in the use of radiation in medicine, emphasizing its benefits. The experimental applicative and technological categories are present in the textbooks analyzed and seem to show how modern physics was treated in the Brazilian educational context of the early twentieth century, indicating a trend appeal strongly related to the insertion of more contemporary issues of science and with content targeted to technological application. This research identified three main issues, which can promote its continuity. The first deals with the expressiveness of small works of this nature, in which Brazil became more frequent from the 1990s The second highlights the absence of more academic content in the textbooks analyzed (such as black body radiation and the quantization energy, contemporary at the time) themes. Lastly, inquire about the French influence in the Brazilian educational system, both the models of educational institutions created in our country, as well as the recommended textbooks. We question whether this French influence was seen only in Brazil or could also be observed in other countries.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2017-08-17T18:45:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) WANDERLEY MARCÍLIO VERONEZ.pdf: 4753882 bytes, checksum: 7f0390037f655144ea1cc9c0662a2e68 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T18:45:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) WANDERLEY MARCÍLIO VERONEZ.pdf: 4753882 bytes, checksum: 7f0390037f655144ea1cc9c0662a2e68 (MD5) Previous issue date: 2016-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Kits de Robótica Educacional são normalmente utilizados em experimentos sobre Mecânica Newtoniana e para a construção de robôs autônomos. Tais equipamentos apresentam fácil acesso à linguagem de programação para estudantes e professores. Itens como servo-motores, sensores de toque, ultrassom, luz e temperatura acompanham esses kits. Este trabalho analisa a contribuição da aplicação da Robótica Educacional no estudo de física Moderna no Ensino Médio uma área que demanda atenção especial para sua efetiva implementação nesse nível de Ensino. O produto educacional desenvolvido consiste em um conjunto experimental com um Cubo de Leslie tradicional, com duas faces externas pintadas (branco e preto), uma polida e outra lixada, e outro Cubo de Leslie modificado, ambos construídos em alumínio. O cubo modificado possui as faces internas pintadas de branco e preto alternadamente em relação as faces externas, que também receberam essas cores. O sensor de temperatura foi conectado ao microprocessador e ao computador e gerou gráficos do aquecimento das faces em tempo real. Os dados de temperatura foram coletados em 5 Hz durante cerca de 1500 segundos, sendo tempo suficiente para a obtenção da curva de temperatura. O cubo modificado foi devidamente testado quanto à consistência dos resultados por ele gerados, no que diz respeito à emissividade das faces pintadas, tempo de coleta de dados e ajustes finos no sistema. O produto foi aplicado na Rede de Colégios SESI Paraná, que adota a metodologia do trabalho colaborativo. A diferença de temperatura das faces Preta (interna) – Preta (externa) do cubo de Leslie modificado se mostrou cerca de 13 °C superior à face Branca (interna) – Branca (externa), enquanto que para o Cubo de Leslie tradicional a temperatura não apresentou grandes variações. A análise dos resultados permitiu aos estudantes discutir sobre temas como emissão e absorção de radiação, equilíbrio térmico, espectro eletromagnético e radiação de corpo negro. A utilização de kits de Robótica Educacional Lego NXT Mindstorms mostrou-se favorável em sala de aula e pode contribuir com o ensino e aprendizagem de Física Moderna no Ensino Médio. / Educational Robotics kits are typically used in experiments on the Newtonian mechanics and for the construction of autonomous robots. Such equipments provide easy access to the programming language for students and teachers. Standard devices are servo motors and touch, ultrasound, light and temperature sensors. The work reported here analyzed the Educational Robotics, namely the integrated data acquisition facility, as a contribution for the study of Modern Physics in the High School, an area that still demands special attention for its effective implementation. Temperature sensors from the LEGO NXT Mindstorms kit were adapted in an experimental set consisting of two Leslie cubes, both made of aluminum and heated by inner incandescent lamps. The first one was a “traditional” cube, presenting two of the outer faces painted in white or black, whereas the other two faces, colorless, were mirror-like polished or abraded. The second prototype was a modified Leslie cube, which inner faces were painted in white and black alternately with respect to the outer faces, also painted with these colors. The temperature sensors, in contact with the cubes outer faces, were connected to the microprocessor and the computer in order to obtain heating plots in real time. The temperature data were collected at 5 Hz for about 1500 seconds, enough to attain heating plateaus. The consistency of results were tested accordingly, especially regarding the paints emissivities, data acquisition time and the equipment fine-tuning. The heating curves showed no significant variations in all the external faces of the traditional Leslie cube. On the other hand, noticeable differences were observed in the modified Leslie cube. The face painted in black in both sides presented the highest temperature, which, after stabilization, were 13 ºC (15 %) higher than the white-white face. This result was ascribed to the absorbance of radiation in the both thermal (infrared) and visible ranges of the electromagnetic spectrum. The system was presented for regular students in the SESI School at Irati – PR, Brazil, which adopts the collaborative learning methodology. The experimental class using this system instigated and raised the students´ interest in the involved physical phenomena, allowing them to discuss advanced themes such as emissivity, thermal balance, electromagnetic spectrum, and black body radiation. In conclusion, experimental designs using automation from educational robotics kits can contribute to the improvement of the Modern Physics teaching and learning in the High School, leading new technologies to the Physics classes.

A inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) é amparada pelas diretrizes curriculares nacionais e já está bem justificada na literatura da área de ensino de física, contudo ainda não é comum nas salas de aula do Ensino Médio. Fragilidades na formação do professor estão entre as dificuldades para essa atualização curricular. Nesse contexto, esta pesquisa desenvolveu e analisou um curso de formação continuada para discutir com os professores em exercício da região do Triângulo Mineiro, MG, as razões e os caminhos para trazerem temas de FMC para suas aulas. Para isso utilizou-se a dinâmica dos Três Momentos Pedagógicos desenvolvidos a partir das ideias de um ensino dialógico e problematizador na linha freireana. Com essa estrutura a expectativa foi de conseguir maior participação dos professores cursistas, pois havia espaço para que trouxessem suas dúvidas e expectativas sobre o tema para o curso e com isso pudessem participar de forma mais ativa durante o mesmo, tentando evitar uma mera transmissão direta de informações sem respeitar suas experiências e conhecimentos. O curso teve uma carga horária de 24 horas divididas em 6 encontros realizados em sábados distribuídos ao longo de 3 meses. Com isso houve tempo para incluir nas atividades do curso as sugestões e dúvidas dos professores. A estrutura geral do curso contou com 1 encontro para a Problematização Inicial, 3 encontros para o momento de Organização do Conhecimento e 2 para a Aplicação do Conhecimento. A análise das contribuições do curso foi realizada olhando-se para três dimensões de interações entre professor-aluno-saber comumente presentes em uma situação didática: a dimensão epistemológica, a dimensão educativa e a dimensão didático-pedagógica. Os dados foram coletados a partir de questionários, filmagem das atividades (com o consentimento dos participantes) e uma entrevista semiestruturada realizada um semestre após o curso. Os questionários permitiram a construção do perfil dos participantes que não mostrou diferenças em relação a outros grupos semelhantes relatados na literatura da área. A análise dos vídeos mostrou um bom envolvimento dos professores do curso que parecem ter se apropriado das discussões e atividades realizadas, já que indicaram na entrevista que já utilizaram ou planejam utilizá-las no próximo ano letivo em suas aulas. A comparação de algumas posturas dos professores durante o curso e na entrevista final permitiu avaliar características do seu perfil de autonomia, segundo definições de Contreras. Os resultados parecem indicar algumas características do profissional reflexivo quando antes só se percebia posturas de especialista técnico. / The insertion of themes of Modern and Contemporary Physics, already well documented in the literature in the field of physics education, is supported by the national curriculum guidelines and now appears in most textbooks evaluated by the Brazilian Textbook Program. However there are still difficulties to truly embed themes of Modern and Contemporary Physics in the actual planning by in-service teachers. To contribute in this context, the purpose of this study was to develop and analyze a continuing education course to discuss with in-service teachers in the area of Triângulo Mineiro, MG, the reasons and the ways to do covered topics in class. For this we used the dynamics of Three Pedagogical Moments developed from the ideas of a dialogical education in Freire\'s line. With this structure the expectation was to achieve greater involvement of the attendant teachers, because there was time for them to bring their doubts and expectations about the theme of the course and then participate more actively during the same, thus avoiding a mere direct transmission of information without respecting their experiences and prior knowledge. The course has a workload of 24 hours divided in 6 meetings on Saturdays spread over a period of 3 months. So, there was time to include suggestions and concerns of teachers in the course activities. All meetings were recorded with the consent of the participants. The general course structure included 1 meeting for Initial Problematization, 3 meetings for Knowledge Organization and 2 for the Knowledge Application. The contributions of the course by looking at three dimensions commonly present in the interactions of a didactic situation: the epistemological dimension, the educational dimension and the didactic- pedagogical dimension. As a source of data, beyond the meeting recordings, it was also used questionnaires during its realization and a semistructured interview conducted approximately one semester after the course. The results showed that teachers in fact appropriated the discussions and activities, having made initial attempts to implement them already in this short time interval. What shows the gain of using a dialogical and problematizing teaching in the continuing education of teachers. It was also possible to observe changes in the autonomy of these teachers profile, according to the concept of autonomy by Contreras.

A inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio (EM) consolidou-se nos últimos anos como uma forte tendência de renovação curricular, na área de Pesquisa em Ensino de Física. Ao longo das últimas décadas, cada vez se torna mais presente a discussão acerca da necessidade da introdução desses conteúdos, assim como das justificativas que embasam essa necessidade. No entanto, e apesar de tantas iniciativas, pouco se avançou. A constituição de um conhecimento científico, sob a forma de conhecimento escolar, inserido na escola, parece ser um processo mais complexo do que o simples discurso. O objetivo de nossa pesquisa é investigar de que maneira e por quais condicionantes o conhecimento da FMC vem sendo transformado em conhecimento escolar na escola média. Para isso, situamos nosso objeto de pesquisa como sendo a constituição do conhecimento escolar da FMC, do ponto de vista das contribuições desenvolvidas pelas teorias de currículo. Nesse sentido, o foco das análises esteve centrado na constituição e evolução de disciplinas sobre o tema, nas estruturas curriculares e nos documentos oficiais, assim como nos conteúdos apresentados nos livros didáticos, tanto do ensino superior como do ensino médio. Paralelamente, foi analisada também a forma pela qual a área de pesquisa em ensino de física vem tratando da questão, através de um panorama da presença desses temas nas teses e dissertações da área, no período 1972-2011. O interesse pela FN vem do fato de que esse conhecimento deveria ser objeto de especial atenção, em decorrência de sua importância, especialmente em processos tecnológicos e sociais, na sociedade contemporânea. Em nossa análise, foi possível perceber que, de fato, o conhecimento da ciência se transforma em conhecimento disciplinar no ensino superior, e após sua consolidação, começa a ter partes de seu conteúdo inserido, de forma heterogênea e aparentemente aleatória, no ensino médio. Nesse último processo, os critérios de seleção e as formas de abordagem continuam submetidos à lógica do ensino superior, sem formas de priorizar aspectos relevantes do ponto de vista das finalidades educacionais da escola básica. Dessa forma, uma mera transposição didática não é capaz de responder às demandas formativas desejadas. Para acentuar as dificuldades, constatamos que a grande maioria dos cursos de formação de professores dispensa uma mínima (ou nenhuma) atenção à FN e, quando o fazem, apresentam abordagens que não aproximam esses conhecimentos dos sentidos desejados. Nossos resultados indicam que a introdução de temas de FMC no ensino médio requer uma atenção e política específica, demandando também formas de abordagem pertinentes aos objetivos desejados, segundo as dimensões científica, tecnológica e social. / The introduction of Modern and Contemporary Physics in high school has established itself in recent years as a strong trend of curriculum renewal in Physics Teaching research. Over the past decades, the discussion about the need to introduce such contents and the justifications that support this emergence has become more common. However, and despite many initiatives, there were few progresses. The establishment of a scientific knowledge, in the form of school knowledge, inside schools, seems to be a more complex process than simple discourse. The goal of our research is to investigate how and under which conditions the knowledge of modern and contemporary physics has been turned into school knowledge in secondary level. For this, we situated our research focus in the creation of school knowledge of modern and contemporary physics, from the point of view of the contributions developed by curriculum theories. In this sense, the focus of the analysis was focused on the formation and evolution of disciplines on the subject in the curriculum frameworks and official documents as well as in textbook contents, both in higher education and high school. At the same time, it was also analyzed the way in which the research area in physics education is addressing this issue through an overview of the presence of these themes in the theses and dissertations of the area in the period 1972-2011. Interest in the nuclear physics comes from the fact that this knowledge should be the object of special attention, because of their importance, especially in technological and social processes in contemporary society. In our analysis, it was revealed that, in fact, knowledge of science turns into disciplinary knowledge in higher education, and after its consolidation, begins to have parts of its content inserted, in an heterogeneous and seemingly random way, in high school. In the latter case, the selection criteria and ways to approach remain subject to the logic of higher education without ways to prioritize relevant aspects from the point of view of the educational purposes of basic school. Thus, a mere didactic transposition is not able to meet the desired formative demands. To highlight the difficulties we find that the vast majority of teacher training courses dispenses a minimal (or no) attention to the nuclear physics and when they do, they present approaches that do not discuss this knowledge of the desired directions. Our results indicate that the introduction of modern and contemporary physics topics in high school requires attention and specific policy also demanding ways to approach relevant to the desired goals, according to the scientific, technological and social dimensions.