Apresenta-se neste trabalho uma proposta de inserção da Física Moderna e Contemporânea ao currículo da escola média, de forma integrada aos demais campos e aspectos da Física, tendo como referências textos com contextos, a concepção do conhecimento em rede e o aprendizado a partir do desenvolvimento de competências e habilidades. Essa proposição é ambientada pela análise de trabalhos acadêmicos e documentos educacionais oficiais que revelam uma preocupação crescente, por parte de educadores, com a inclusão da nova Física na escola média, por sua importância prática e cultural. Para auxiliar a análise do papel de conexão entre os diversos campos da Física, e desta para com outras disciplinas, que pode ser desempenhado pela Física Moderna e Contemporânea, são trabalhados alguns conceitos e instrumentos teóricos como texto, contexto, hipertexto, rede de significados, competências e habilidades. Como ilustração da inserção curricular proposta, são analisados diversos trechos de uma coletânea de fascículos destinados à escola média, bem como o texto dessa coletânea, especialmente voltado à apresentação da nova Física. Para melhor explicitar os avanços e as limitações desse texto, outros livros destinados à escola média que abordam o mesmo tema são analisados e comparados. Procura-se demonstrar que uma inserção contextualizada de Física Moderna e Contemporânea na escola média é mais eficaz com base em uma reformulação curricular ampla, em vez de um mero acréscimo de mais uma divisão no já amplo elenco da Física tradicionalmente apresentada. / This work presents a proposal of insertion of the Modern and Contemporary Physics in the curriculum of the secondary school. This innovation is connected to the other fields and aspects of Physics and, in its general approach, makes use of texts with contexts, knowledge as a network and the learning process focused in the development of competences and skills. This proposal is supported by the analysis of some academic works and educational official guidelines, which reveal a growing concern of educators with the inclusion of this new Physics in secondary school teaching, for its practical and cultural importance. To back the analysis of the role which can be performed by the Modern and Contemporary Physics, in connecting several fields of Physics and these to other branches of knowledge as well, some concepts and theoretical tools are worked up such as text, context, hypertext, network knowledge, competences and skills. As to illustrate the proposed curricular insertion, several parts of a set of secondary school short books are analyzed, including one of them specifically intended to deal with the new Physics. To make more explicit the advances and limitations of this text, other secondary school books with similar goals are analyzed and compared. An attempt is then made to show that a contextualized learning of Modern and Contemporary Physics at secondary school is better served by a full remaking of the whole curriculum, instead of just coupling one more set to the already wide list of the traditionally studied subjects.

Os conceitos presentes na Física Moderna e Contemporânea (FMC), como aqueles relacionados à estrutura da matéria, rompem com ideias do cotidiano e envolvem fenômenos e entidades que são parte de uma realidade tecnicamente construída e não podem ser percebidos de forma direta pelos sentidos humanos. Seu ensino requer meios representativos, e as simulações computacionais atendem a esta necessidade. Nesta pesquisa, tendo como marco teórico ideias relacionadas ao estudo dos modelos mentais e conceituais, ideias provenientes da epistemologia da ciência de Bachelard, e considerando algumas ideias presentes na teoria das situações didáticas de Brousseau, buscamos identificar obstáculos de aprendizagem que atuam no ensino de conceitos do tópico Estrutura da Matéria em que são utilizadas simulações computacionais. Tendo como pano de fundo um processo iterativo de desenho, implementação e redesenho de um curso sobre a estrutura da matéria e aceleradores de partículas, analisamos a emersão de possíveis obstáculos epistemológicos, e verificamos como obstáculos didático-pedagógicos facilitavam esta emersão. Como resultados, identificamos obstáculos epistemológicos e didático-pedagógicos de diferentes naturezas, entre os quais, alguns relacionados à percepção ingênua de fenômenos do cotidiano, alguns relacionados ao uso de metáforas e imagens, e outros relacionados a um raciocínio limitado e incongruente. Acreditamos que as análises e conclusões desta pesquisa contribuem para uma reflexão sobre o ensino de tópicos de Física Moderna e Contemporânea, e sobre o uso de simulações computacionais como ferramentas pedagógicas. / The concepts of Modern and Contemporary Physics (MCP), such as those related to the structure of matter, break with the everyday ideas and involve phenomena and entities that are part of a reality technically built that cannot be directly perceived by human senses. Its teaching requires representative media, and the computer simulations meet this need. In this research, having as theoretical framework ideas related to the study of mental and conceptual models, ideas from the epistemology of science of Bachelard, and considering some of the ideas present in the theory of didactic situations of Brousseau, we seek to identify learning obstacles who work in teaching concepts of the topic Structure of Matter in which computer simulations are used. Against the backdrop of an iterative process of design, implementing and redesign of a course on the structure of matter and particle accelerators, we analyze the possible emergence of epistemological obstacles, and check how didactic-pedagogical obstacles facilitated this emersion. As a result, we identified epistemological obstacles and didactic-pedagogical obstacles of different nature, including some related to the naive perception of everyday phenomena, some related to the use of metaphors and images, and other related to a limited reasoning and incongruous. We believe that the analysis and conclusions of this research contribute to a reflection on the teaching of Modern and Contemporary Physics topics, and on the use of computer simulations as educational tools.

Embora a importância e urgência da inserção de temas da Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio sejam quase consensuais, ainda há poucas propostas estruturadas nesta direção, com foco específico na sala de aula. Neste trabalho investigamos possíveis formas de seleção e organização curricular de conhecimentos de Física Moderna, visando intervenções no ensino médio. Para isso, analisamos as organizações temáticas apresentadas em livros didáticos mais recentes, assim como em propostas e discussões de professores e pesquisadores da área do Ensino de Física. Como instrumentos de análise, utilizamos categorias que emergem das próprias justificativas para a inserção da FMC, com ênfase em três aspectos centrais, referentes às dimensões científicas, tecnológicas e sociais. Nesse contexto, são também apresentadas e discutidas duas propostas de seleção temática por nós desenvolvidas, centradas, respectivamente, na relação E=mc2 e em aspectos da física nuclear. De maneira geral, é possível verificar que os livros didáticos de ensino médio apresentam versões simplificadas e resumidas do conhecimento de livros mais avançados. Paralelamente, propostas temáticas pontuais encontram dificuldade em articular os conhecimentos aplicados que possuem aspectos científicos mais estruturados. Ainda que seja reconhecida a necessária diversidade de abordagens, a articulação de aspectos científicos, tecnológicos e sociais em torno de temas específicos através de estratégias que envolvam atividades concretas, mostrou-se uma alternativa de grande potencial. / A significant problem for the introduction of Modern Physics contents in secondary schools physics is considered to be the appropriated selection of themes in curriculum design. To discuss this difficulty, we investigated how contents selections in this field have been accounted in recent physics text books and in local alternative propositions, in physics teaching research area. For analyzing these materials, we considered three major aspects: the introduction of the new ideas and conceptions of science of the twenty century, the concern of technological aspects that could contribute to the comprehension of contemporary world and the potential for discussion of social problems involving modern science impact in society. These three categories are also the major justifications for considering modern and contemporary physics in high school education. We also present two classroom propositions that we developed considering these same categories in selected themes, involving the E=mc2 equation and nuclear physics aspects. The results obtained in these analyze and interventions could contribute for the discussion, selection and future designs of high school curriculum.

O presente trabalho conceitualiza e aplica da noção de \"fluxo\" como a parte da intenção didática relacionada com a qualidade das transições entre atividades de uma sequência didática. O fluxo foi empregado como protoprincípio central no desenvolvimento de um curso sobre Relatividade Restrita para o Ensino Médio com base na metodologia Design-Based Research (DBR). A dinâmica de trabalho contou com a participação de pesquisadores e professores da Rede Pública do Estado de São Paulo. Reuniões de discussão, produção e aplicações da sequência didática foram organizadas conjuntamente pelo Núcleo de Pesquisas em Inovação Curricular (NuPIC) e pelo, então formado, Grupo de Atualização da Física Escolar (GrAFiE). Como resultado da pesquisa foi apresentada a comparação entre o fluxo pretendido e a fluência observada pelos alunos. Uma pesquisa auxiliar sobre a compreensão do conceito de evento também é construída e complementa os resultados obtidos. Com vistas na generalização proposta pelos pesquisadores nessa área, são apresentados o protoprincípio de fluxo como potencial motor para o desenvolvimento de sequências didáticas, o diagrama de fluxo como representação prática das intenções dos desenvolvedores e o instrumento de fluxo como método para a produção de dados. Esses elementos foram testados em um ciclo de pesquisas e são destinados ao emprego em outras sequências didáticas. / The present work conceptualizes and applies the concept of \"flow\" as part of the didactic intention related to the quality of transitions between activities of a design experiment. The flow was used as the central protoprinciple in the developiment of a course on Special Relativity for high school based on a Design-Based Research (DBR) methodology. The work has involved the participation of researchers and public school teachers of the State of Sao Paulo, Brazil. Meetings, production and didactic interventions were collectively organized. The comparison between the desired flow and fluency observed by the students was analyzed as a result of the research. An auxiliary research on the understanding on the concept of event is also constructed and complements the research. Looking forward the generalization proposed by researchers in this area, the protoprinciple of the flow was presented as a potential idea for the development of didactic sequences. The flow\'s diagram was presented as a practical representation of the intentions of the developers and the flow instrument has shown as a method for producing data. These elements were tested in a cycle of research and are intended for use in other design experiments.

A presente pesquisa assume os pressupostos de uma investigação qualitativa de linha dialética que consiste em avaliar como a literatura contribui para formação de conceitos abstratos de Física Moderna e Contemporânea, em especial, conceitos de Mecânica Quântica, para alunos do 3º ano do Ensino Médio. A maneira como os alunos agem em seu meio social é investigada com o apoio da pseudoconcreticidade de Karel Kosík, que nos permite investigar a forma como agem entre si e como aceitam as propostas de ensino oferecidas em sala de aula. A Literatura, a analogia, a leitura e outros recursos linguísticos são tratados a partir da revisão de pesquisas realizadas nesse início de século. A formação de conceitos da Física Moderna e da Mecânica Quântica é investigada com o apoio do referencial interacionista de Vygotsky, que nos possibilitou avaliar como a literatura, por meio da palavra, transforma-se em outra estrutura semiótica, que leva à abstração e generalização de conceitos físicos. As respostas dadas pelos alunos em questionário aberto permitiu-nos confirmar o papel da literatura como ferramenta de ensino de física, que leva à abstração e formação de conceitos abstratos da física moderna. / This research, is a qualitative investigation in a dialectical line which aims to know how literature contributes to the formation of abstract concepts of Modern and Contemporary Physics, especially concepts of Quantum Mechanics for 3rd grade High School students. The way students act in their social environment is investigated through the support of pseudoconcreticity by Karel Kosík, which allows us to investigate how they act with each other and how they accept the teaching proposals offered in the classroom. Literature, analogy, reading and other language resources have been evaluated in current researches. The formation of physical concepts on Modern Physics and Quantum Mechanics are investigated, support by the interactionism of Vygotsky, which enabled us to investigate how the literature, by means of the word, becomes another semiotic structure, which leads to abstraction and generalization of physical concepts. The answers given by the students, in an open questionnaire, confirm the literature as a tool for physics education, especially abstract concepts of modern physics.

Nas últimas décadas encontramos nos documentos oficiais (PCNEM e PCN+) orientações quanto à necessidade da inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMC) nas aulas de física no Ensino Médio. Nesse mesmo período, professores e pesquisadores já sinalizavam quanto a esses aspectos e percebe-se que existem pontos em comum em suas pesquisas quanto às dificuldades de implementação dessa inserção. Nessa perspectiva, alguns conteúdos já foram inseridos a partir de projetos de inovação curricular nas escolas públicas e por meio de cursos de formação continuada, atendendo às necessidades dos professores de física, mostrando, por exemplo, que é possível levar tais conteúdos para a sala de aula. Contudo, quando procuramos analisar as pesquisas referentes ao professor nesse contexto, percebe-se uma escassez de trabalhos que se ocupam da formação e da prática docente no contexto da inovação curricular e, mais especificamente, da inserção da FMC. Dessa forma, este trabalho procura analisar a formação e a prática do professor nesse contexto, apresentando uma articulação possível entre a Teoria da Transposição Didática (TTD) e a Teoria Antropológica do Didático (TAD), ambas de Chevallard, na identificação das praxeologias adotadas pelo professor durante o processo de didatização dos saberes, na perspectiva de que ele desempenha um papel central e, ao mesmo tempo, sensível no momento de transformar o saber até que este chegue à sala de aula. Para isso, foi realizada uma pesquisa qualitativa, centrada em um estudo de caso, no qual é analisada a prática docente de um professor de física da rede pública que participou de um curso de formação continuada no contexto da inovação curricular, e que, posteriormente, trabalhou com uma sequência didática sobre a temática da dualidade onda-partícula no Ensino Médio. Assim, busca-se identificar as praxeologias transpostas do curso de formação continuada para a sala de aula, bem como o exercício da vigilância epistemológica ao longo desse processo. / In the official documents (PCNEM and PCN+) of recent decades an orientation on the need to insert Modern and Contemporary Physics (MCP) in high school physics classes was published. In the same period, teachers and researchers already signaled on these matters and it is noticed that there are common difficulties to implement this insertion, as related in their research about this subject. From this perspective, some contents on curriculum innovation projects in public schools have been suggested giving pedagogical updating courses focusing on the physics teachers needs, showing, for example, that it is possible to take such contents in a the classroom. However, when we analyzed the research on the teacher in this context, there is a perceived lack of studies dealing with training and teaching practice in the context of curriculum innovation and, more specifically, the insertion of the MCP. Thus, this paper analyzes the formation and practice of teacher in this context, indicating a possible link between the Didactic Transposition Theory (DTT) and the Anthropological Theory of the Didactic (ATD), both of Chevallard, in the identification of the praxeologies adopted by the teacher during a didactization process of knowledge, from the standpoint that it plays a central role. At the same time, it is analyzed how the teacher shows to be sensitive until the knowledge turns to reach the classroom. For this, a qualitative research was conducted, focusing on a case study, where the teaching practice of a physics professor at the public school who participated in a continual education course in the context of curriculum innovation, and subsequently worked with a teaching sequence on the topic of wave-particle duality in high school. Thus, we seek to identify the transposed praxeologies the continuing education course for the classroom, and how is the exercise of epistemological vigilance throughout this process.

O ensino da Física Moderna e Contemporânea (FMC) vem sendo palco para uma ampla discussão nas últimas décadas. No entanto, a realidade escolar ainda se encontra profundamente afastada de uma prática sistematizada do ensino de tópicos relativos a este período de construção do conhecimento científico. Ao contrário dos argumentos apresentados nos documentos educacionais e nas pesquisas acadêmico-científicas, o que ainda se enxerga é uma prática dominada por tópicos associados à física clássica e enviesada por uma visão de ciência profundamente comprometida com o caráter empírico-indutivista de apreensão da realidade. Neste contexto, esta pesquisa buscou promover uma reflexão sobre a dimensão epistemológica do problema de renovação curricular. Para isto, baseou-se em referenciais das denominadas teorias de currículos, compreendendo a constituição dos saberes escolares segundo as reflexões do sociólogo da educação francês Jean-Claude Forquin, e no trabalho epistemológico do filósofo da ciência francês Gaston Bachelard, acerca da novidade essencial do pensamento científico contemporâneo. Coloca-se como hipótese central que a concepção positivista de ciência, dominante na educação científica, vem exercendo enorme influência sobre a forma como discussões e propostas sobre o ensino da FMC tem sido conduzidas - ocasionando um afastamento cada vez maior entre os estudantes e as formas próprias de pensar deste período de extrema importância para a ciência. Para materialização destas reflexões, foram analisadas diversas propostas para o ensino e divulgação da Física de Partículas Elementares no nível médio, apontando que grande parcela delas vem se concentrando em disseminar uma visão reduzida à enunciação da composição da matéria por quarks e da classificação e organização das espécies de partículas. Apontamos para a necessidade de encontrar alternativas para o ensino de física de partículas, tomando seu desenvolvimento histórico como parâmetro de análise. / The teaching of Contemporary and Modern Physics (CMP) have been the stage for a wide discussion in the past few decades. However, the actual school is far away from a systematized practices on teaching topics related to this period of scientific development of knowledge. Contraty to the arguments presented in the educational documents and academic researches, what we\'ve been seen is a practice dominated by topics of classical physics e skewed by a deeply committed view of Science with an empirical-inductive character of apprehension of reality. In this context, this research sought to promote a reflection on the epistemological dimension of the curriculum renewal problem. For this, it was based on references of the curriculum theories, understading the constitution of scholarly knowledge, according to the work of the French sociologist Jean-Claude Forquin, and on the epistemological work of the French philosopher of Science Gaston Bachelard, on the essential novelty of the contemporary scientific thought. The central hypothesis is that the positivist conception of Science, dominant in the scientific education, has been exerting a strong influence in discussions and proposals about on teaching of the CMP - leading to a great distance between the students and the own ways of thinking of this period of for science. In order to materialize these reflections, several proposals for the teaching and dissemination of Elementary Particle Physics in the middle level were analyzed, pointing out that a large number of them have been concentrating on disseminate a view of particle physics reduced as a composition of matter by quarks and the classification and organization of particles species. We\'re pointing to a necessite of finding alternative looks for particle physics teaching, taking its historical development as a parameter of analysis.

O trabalho que apresentamos é o resultado de uma pesquisa teórica acerca dos elementos necessários para que uma Sequência de Ensino Investigativo (SEI) possa promover a Argumentação e a Alfabetização Científica em sala de aula. Neste trabalho buscamos saber quais elementos deveríamos inserir nesta sequência de ensino para que realmente se tornasse um trabalho útil para o professor do Ensino Médio, e dessa forma, o trabalho tornou-se uma pesquisa teórica. Buscamos então, elaborar uma sequência de ensino sobre a dualidade onda-partícula do elétron, pois o elétron é a menor partícula com massa que pode-se trabalhar em sala de aula, a nosso ver. Para tratar a dualidade do elétron, fizemos o uso de material histórico que relaciona a Física Clássica e a Física Moderna, com destaque para a Física Quântica. Dentro da literatura pesquisada, pudemos compreender que uma sequência de ensino pode ser mais desenvolvida e aplicada, no que concerne à argumentação e à alfabetização científica, caso considere alguns pressupostos. Para tanto, utilizamos aspectos fundamentais e importantes de uma SEI (CARVALHO, 2011) e de eixos estruturantes e indicadores de Alfabetização Científica (SASSERON, 2008; SASSERON e CARVALHO, 2008). A sequência de ensino elaborada tem, a nosso ver, várias características de ensino investigativo, o que favoreceria a Argumentação e a Alfabetização Científica. Nossa análise feita para cada atividade indicou boa aceitabilidade quanto à utilização dos aspectos fundamentais e importantes para se elaborar uma SEI. Ainda mais, a análise também mostrou que as atividades também podem favorecer o surgimento de indicadores de Alfabetização Científica (indicadores de AC), o que implica em favorecimento dos eixos estruturantes da AC. / The work we present is the result of a theoretical research on the elements necessary for a Sequence of Investigative Education (SEI) can promote Argumentation and Scientific Literacy in the classroom. In this work we know which elements should enter this teaching sequence that actually became useful work for the teacher of high school, and thus, the work became a theoretical research. We seek then develop a teaching sequence on the wave-particle duality of the electron, because the electron is the smallest particle with mass that can work in the classroom, in our view. To deal with the duality of the electron we use of historical material relating to Classical Physics and Modern Physics, especially Quantum Physics. Within the literature, we understand that a teaching sequence can be further developed and applied, with respect to the Argumentation and Scientific Literacy, should consider some assumptions. To use both fundamental and important aspects of an SEI (CARVALHO, 2011) and structural axes and indicators of Scientific Literacy (SASSERON, 2008; SASSERON and CARVALHO, 2008). The teaching sequence is prepared has, in our view, several characteristics about the investigative teaching, which would favor the Argument and Scientific Literacy. In our analysis for each activity indicated good acceptability for the use of the fundamental aspects and important to develop a SEI. Moreover, the analysis also showed that the activities can also favor the emergence of indicators of Scientific Literacy (AC indicators), which implies favoring the structural axes of the AC.

Nos últimos anos, vem se tornando evidente a necessidade de reforma curricular, principalmente devido às pressões que a escola tem sofrido. Pressões essas que decorrem, entre os diversos motivos, da insatisfação com o ensino, especialmente relacionado à Ciência, que pouco tem contribuído para a formação do indivíduo, condizente com sua época. Surge, assim, a necessidade de mudança do currículo, principalmente o de Ciências. No entanto, nesse processo, depara-se com algumas dificuldades, principalmente relacionadas à formação de professores, pois, muitas vezes, as crenças e concepções desses profissionais não são consideradas importantes por aqueles que desenvolvem uma inovação, o que pode levar ao fracasso da nova proposta. Nesse sentido, este estudo investigou a temática da inovação curricular na perspectiva da inserção da Física Moderna e Contemporânea na Educação Básica, a partir da prática de seis professores de física da rede pública do Estado de São Paulo que, desde 2007, participam de um grupo de pesquisa, desenvolvendo, implementando, avaliando e reestruturando propostas de sequências didáticas com esses tópicos. O objetivo principal foi levantar os obstáculos que estes professores tiveram durante as implementações em sala de aula e, como são considerados casos de sucesso, relacionar os saberes desenvolvidos por eles na superação desses obstáculos. Para isso, utilizou-se de entrevistas semi-estruturadas, vídeos das aulas ministradas em um curso de formação continuada e relatos pós-aula de cada professor. Assim, partindo das ideias de Bachelard e Astolfi sobre obstáculos epistemológicos e didáticos e de saberes docentes de Tardif para orientar a análise foi possível separar os obstáculos em cinco categorias, que são: conteúdo, metodologia, avaliação, organização das atividades e currículo. Esses obstáculos fazem parte de uma estrutura ainda maior, denominada tradição do ensino de física, que é fruto de uma concepção de ensino-aprendizagem de física simplista. Assim, percebeu-se que esses professores são casos de sucesso, porque i) tiveram uma vontade deliberada em inovar, aceitando correr riscos em sala de aula; ii) tiveram apoio de um grupo de especialistas e também de seus pares, o que contribuiu para que permanecessem mais tempo no processo de inovação, aumentando a possibilidade de sucesso; iii) foram considerados elementos essenciais no processo de inovação, participando ativamente de todo o processo. Além disso, o percurso dos professores dentro do grupo se mostrou promissor, à medida que contribuiu de forma significativa para o desenvolvimento profissional. / Recently, it has been evident the need for curriculum reform, mainly because of the pressures that the school has faced. These pressures that arise among various reasons, the dissatisfaction with the teaching, specially related to science, which has contributed little to individuals, suitable to his time. Thus, arises the need to change the curriculum, mainly the curriculum of Science. However, in this process, we face some difficulties, especially related to the teacher education, because, many times, these professionals beliefs and conceptions are not considered important by those who develop an innovation, which can lead to the failure of the new proposal. In this sense this study investigated the topic of curricular innovation in the perspective of the Modern and Contemporary Physics insertion in the Basic Education, by the practice of six teachers of Physics from Public Schools in São Paulo state, who, since 2007, have been participating in a research group, developing, implementing, evaluating and restructuring proposals of didactic sequences with these topics. The main objective was not only to identify the obstacles that these teachers had during the implementation in classrooms, but also how the successful cases are considered, relate the knowledge developed by them in overcoming these obstacles. In order to do that, it was used semi-structured interviews, lectures taught in a continued teacher education course and post-lesson report from each teacher. So, according to Bachelard and Astolfis assumption about epistemological and didactic obstacles and teachers knowledge by Tardif to guide the analysis, it was possible to separate the constraints in five categories, which are: Content, Methodology, Assessment, Organization of activities and Curriculum. These obstacles are part of a bigger structure, called tradition of physics teaching, which is called Physics Teaching Tradition, that comes from a teaching-learning simple physics conception of Teaching-Learning of physics. Then, it was noticed that theses teachers are success cases, because; i) They felt a deliberate desire to innovate, accepting the risks in the classrooms; ii) They had the support of a group of specialists and also of their peers, which contributed to keep them in the process of innovation longer, increasing the possibilities of success. iii) It has been considered essentials elements in the process of innovation, participating during the whole process. In addition, the route of teachers inside the group proved promising, as it has contributed significantly to professional development.

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