O presente trabalho apresenta um modelo alternativo para analisar a dinâmica das concepções no ensino de ciências, baseado na noção de “distribuição conceitual”. O objetivo central desse estudo é reconsiderar o problema da mudança conceitual a partir de uma perspectiva sociocultural. De acordo com o nosso modelo de distribuição conceitual, as concepções em ciências, tanto as alternativas como as científicas, são vistas como sendo “distribuídas” entre agentes e os recursos textuais que eles empregam; especialmente recursos textuais na forma de explicação – escrita ou falada. A partir dessa perspectiva, as concepções são distribuídas: (1) socialmente, na interação em pequenos grupos; (2) instrumentalmente, no sentido de que envolvem tanto pessoas (agindo individual ou coletivamente) como instrumentos de conhecimento tais como mapas, simulações computacionais ou explicações. Esse modelo difere das teorias clássicas e re-enquadradas de mudança conceitual ao sugerir que diferentes grupos podem gerar diferentes representações da realidade física, mesmo na comunidade científica. A partir dessa perspectiva, as concepções em ciências são vistas como um processo ativo que frequentemente envolve disputa e contestação entre pessoas, mais do que como um corpo estruturado de conhecimento que elas possuem. As afirmações básicas desse modelo são ilustradas a partir de exemplos da física quântica. A física quântica é um caso exemplar de arena científica onde ocorrem disputas e contestação sobre a realidade física. Os debates sobre os fundamentos dessa teoria sofreram mudanças fundamentais durante a transição do período de “monocracia da escola de Copenhague” (Jammer, 1974, p. 250) para o período atual, em que comunidade de físicos reconhece e legitima a existência de uma controvérsia científica acerca da interpretação da mecânica quântica (Freire, 2003). Inicialmente, esboçamos uma síntese da história sociocultural de contestação na física quântica. A seguir, são discutidos alguns exemplos referentes à produção e ao consumo das explicações oficiais da física quântica no contexto da formação inicial de professores de Física. Implicações para a pesquisa em ensino de física quântica são delineadas ao final. / In this doctoral dissertation, a particular model to analyze the dynamic of conceptions in sciences teaching, based on the notion of “conceptual distribution”, is outlined. The general goal of this study is to reconsider the problem of conceptual change from a sociocultural perspective. According to our model of conceptual distribution, both naïve and scientific conceptions are viewed as being “distributed” between agents and the textual resources they employ, especially textual resources in the form of explanation – written or spoken. From this perspective, conceptions are distributed: (1) socially, in small group interaction; and (3) instrumentally in the sense that it involve both people (acting individually or collectively) and instruments of knowledge such as maps, computer simulations or explanations. This model differs from classical e reframed approaches to conceptual change in suggesting that different groups have quite different accounts of physical reality, even within science community. From this perspective, conceptions are viewed as an active process that often involves contention and contestation among people rather than a structured body of knowledge they possess. The basic claims of this model are illustrated with examples of quantum mechanics. This theory is an exemplary case of scientific arena in which dispute and contestation about physical reality take place. Discussions about the foundations of quantum mechanics have undergone fundamental changes during the transition from the period of “monocracy of the Copenhagen School” (Jammer, 1974, p. 250) to the present time, identified as the physics community recognizing and legitimating the existence of a scientific controversy about the interpretation of quantum mechanics (Freire, 2003). First, we present a synthesis of the sociocultural history of contestation in quantum mechanics. Then, discuss some examples concerning the production and the consumption of official explanations of quantum physics in the training of pre-service physics teachers. Implications for research on the teaching of quantum physics are outlined.

Estudamos um modelo exatamente solúvel para um condensado de Bose- Einstein hetero-atômico molecular. Começamos por uma revisão da integrabilidade do modelo através da álgebra de Yang-Baxter. Usando uma analise clássica, determinamos os pontos fixos do espaço de fase do sistema. Encontramos bifurcações dos pontos fixos que separam o espaço de parâmetros em diferentes regiões. Dois cenários distintos emergem, dependendo do número de átomos de espécies diferentes ser igual ou não. Este resultado sugere que as propriedades do estado fundamental do sistema exibem uma sensibilidade incomum a diferença hetero-atômica. Confirmamos esta indicação através de analises quânticas usando diferentes métodos, tais como o gap de energia, fidelidade, emaranhamento e o comportamento das soluções das equações do ansatz de Bethe para o estado fundamental. / We study an exactly solvable model for hetero-atomic-molecular Bose- Einstein condensates. We start by revisiting the integrability of the model trhough the Yang-Baxter algebra. Using a classical analysis we determine the phase space fixed points of the system. It is found that bifurcations of the fixed points naturally separate the coupling parameter space in different regions. Remarkably, two distinct scenarios emerge, depending if the number of atoms of different species is equal or not. This result suggests the groundstate properties of the model exhibit an unusual sensitivity on the atomic imbalance. We then confirm this finding by a quantum analysis using different approaches, such as the energy gap, the fidelity, the entanglement and the behaviour of the ground-state solutions of the Bethe ansatz equations.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-08-30T14:51:30Z No. of bitstreams: 1 Marcelo Antonio Amorim.pdf: 2696089 bytes, checksum: 91cf9c5bc0a46dd08bef4153252b261d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T14:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo Antonio Amorim.pdf: 2696089 bytes, checksum: 91cf9c5bc0a46dd08bef4153252b261d (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / The aim of this work is discussing the conditions of prompting the insertion of Quantum Physics in the Senior High School through the use of the photoelectric effect and its history as a didactic resource. In order to achieve this goal, students of the third grade of the Senior High School have taken part in debates about different concepts of the nature of light, thermal radiation and Einstein’s understanding of Plank’s Theory. Quantum Physics concepts of quantum, photon and photoelectric effect have been approached emphasizing a more phenomenological view and not so much the mathematical formalism. Experiments have taken place using low cost materials and software simulations available in the internet to make it easier to the students the understanding of the processes. The scientific and technological advances that occurred after the emergence of Quantum Physics have been analyzed through a critical perspective. This research has taken place in a minicourse at a public school of the state of Pernambuco in the city of Ipojuca. The development of the learning process of the students during the research was checked through the qualitative analysis of the answers given by them to the questionnaire in the tests taken before and after the minicourse. The results of this analysis have made it possible to think of the insertion of Quantum Physics in the Senior High School. This study poses the idea that this insertion of the Quantum Physics could be done through a historical approach and experimental activities in order to make it easier the paradigm shift. / O objetivo deste trabalho é discutir as condições de instigar a inserção da Física Quântica no ensino médio por meio do emprego do efeito fotoelétrico e sua história como recurso didático. Com essa finalidade foram promovidos, entre alunos da 3a série do ensino médio, debates sobre os conflitos existentes a respeito da natureza da luz, radiação térmica e a interpretação de Einstein para o postulado de Planck. Com pouco formalismo matemático e dando ênfase ao caráter mais fenomenológico e conceitual, foram abordados conceitos de Física Quântica como: quantum, fóton e efeito fotoelétrico. Também foram realizados experimentos com materiais de baixo custo e de simulações através de softwares disponíveis na Internet para favorecer o entendimento dos assuntos abordados. Os avanços científicos e tecnológicos que ocorreram após o surgimento da Física Quântica foram analisados dentro de uma percepção crítica. A pesquisa foi realizada através de um minicurso numa escola pública do estado de Pernambuco, situada no município de Ipojuca. O desenvolvimento da aprendizagem dos alunos durante a pesquisa foi verificado através da análise qualitativa das respostas apresentadas no questionário de sondagem e no pós-teste. Os resultados obtidos dessa análise permitiram fazer considerações sobre as possibilidades de inserção da física quântica no ensino médio. Os estudos corroboram a ideia de que essa inserção poderia ser feita utilizando-se a via histórica e atividades experimentais, o que facilitará a mudança de paradigma.

Atualmente, a Alfabetização Científica e a Natureza da Ciência são perspectivas de reconhecida importância no Ensino de Ciências, a serem utilizadas com o objetivo de formar cidadãos responsáveis, críticos, reflexivos e atuantes na sociedade. No entanto, apesar do reconhecimento da importância dessas perspectivas, há pouco consenso sobre o seu significado, como elas devem ser ensinadas e em que medida elas realmente contribuem para o exercício da cidadania. Muitos desses questionamentos se devem à falta de uma abordagem histórico-social, que leve em conta, além dos fatores sociais que influenciam a ciência, os fatores que influenciam na apropriação e na circulação do conhecimento científico em meios não-científicos. Nesse contexto, podemos destacar os diferentes usos e interpretações dos conceitos e da teoria da Física Quântica que vêm sido feitos nas últimas décadas em meios não-científicos, culminando no fenômeno cultural denominado misticismo quântico. Trata-se de um exemplo concreto de um conhecimento científico, que foi apropriado e adquiriu novos significados e interpretações, ao circular no meio sociocultural. Os novos usos adquiridos por essa teoria são considerados, principalmente por cientistas e educadores de ciências, como sendo inapropriados, porém pouco se sabe sobre sua origem e sobre o seu processo de difusão no meio social. O presente trabalho investiga as possíveis origens histórico-sociais e os processos de difusão dos diferentes usos e interpretações da Física Quântica e a gênese da sua relação com o misticismo, tomando como principal referencial teórico a epistemologia do médico e filósofo da ciência Ludwik Fleck, acerca da circulação do conhecimento. Também se fará a Análise do Discurso de dois livros místicos que utilizam a Física Quântica, a fim de compreender as características que esse fenômeno assumiu mais recentemente. A partir disso, se fará uma reflexão acerca das implicações desse estudo para o Ensino de Ciências, mais especificamente sobre os objetivos da Alfabetização Científica e de se trabalhar a Natureza da Ciência em sala de aula. / Currently, scientific literacy and Nature of Science are two Science Education perspectives of recognized importance. They aim to train people to be responsible, critical, reflexive and active citizens. However, besides the recognition of their importance, there is no consensus about what exactly they mean, on how they must be taught, and if they really contribute for practicing citizenship. Many of these questions are due to a lack of a social-historical approach that includes social factors which influence science, and elements that influence on appropriation and circulation of scientific knowledge on non-scientific groups. In this context, the different uses and interpretation of Quantum Physics that have been made by non-scientific groups in the last decades are highlighted. These uses and interpretations culminated on the cultural phenomenon called quantum mysticism. This is a concrete example of a scientific knowledge that was appropriated and that acquired new meanings and interpretation, when it circulated on society. These new uses acquired by this theory are usually considered as inappropriate by scientists and science educators. However, little is known about its origins and about its diffusion processes in society. The present work investigates the possible social-historical origins and the diffusion processes of the different uses and interpretations of Quantum Physics and the genesis of its relationship with mysticism. For this, we based the research on the epistemology of the philosopher of science Ludwik Fleck, about the circulation of knowledge. And, to understand better the more actual characteristics of this cultural phenomenon, we also make the Discourse Analysis of two mystical books that talk about Quantum Physics. Based on this analysis, we also show the possible implications of this study to Science Education, more specifically about the objectives of scientific literacy and of teaching about the Nature of Science.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-06T15:30:54Z No. of bitstreams: 1 2015_RendisleyAristótelesdosSantosPaiva.pdf: 12320360 bytes, checksum: 5369482eb293c8d882e2c6d2b56670f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-24T21:06:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RendisleyAristótelesdosSantosPaiva.pdf: 12320360 bytes, checksum: 5369482eb293c8d882e2c6d2b56670f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T21:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RendisleyAristótelesdosSantosPaiva.pdf: 12320360 bytes, checksum: 5369482eb293c8d882e2c6d2b56670f3 (MD5) / Neste trabalho apresentamos nossos resultados a acerca do uso de cartuns no aprendizado de conceitos de Mecânica Quântica no ensino médio. Os cartuns utilizados foram de autoria própria e o conjunto de cartuns constituiu uma revistinha de quadrinhos intitulada “Eletron no mundo quântico”. As histórias contidas nos cartuns narram as aventuras e descobertas de um garoto num mundo onde se realça as regras da Mecânica Quântica. Os cartuns devem ser utilizados como complementos às aulas tradicionais, levando os estudantes a estabelecerem analogias entre as histórias e os fenômenos de natureza quântica. Os resultados qualitativos e quantitativos mostraram um significante impacto no aprendizado destes conceitos quando comparados com o método tradicional de ensino em sala de aula. / In this work we show our results of research about concepts of Quantum Mechanics applied in high school by means of cartoons. The cartoons used were made by ourselves and the cartoons set constituted a comic entitled “Eletron in the quantum world”. The stories contained in cartoons narrates the adventures and discoveries of a boy in a world where are applied Quantum Mechanics rules. The cartoons should be used as supplements to traditional classes, where students establish analogies between the stories and the phenomena of quantum nature. The results qualitative and quantitative showed that the use of cartoons has a significant impact on learning these concepts compared with traditional methods applied in classroom.

Inserir conteúdos de Física Quântica no Ensino Médio torna-se um desafio para os professores, tanto por uma possível falta de preparo como pela falta de incentivo. Apesar da existência de materiais didáticos disponíveis, raramente os professores sentem-se preparados para abordar tais conteúdos em sala de aula. Além disso, o atual currículo do Ensino Médio bem como o programa ENEM, não estimulam ao ensino do assunto aqui referido. No entanto, em função da importância da abordagem da Física Quântica, e também frente à propagação de versões místicas e de representações sociais, é preciso continuar tentando contribuir para que essa inserção venha a ocorrer futuramente. Nesse sentido, foi elaborada uma unidade de ensino sobre tópicos de Física Quântica com a intenção de estimular o interesse e a curiosidade do aluno. Como referencial teórico foi utilizada a teoria de aprendizagem de David Ausubel, buscando desenvolver uma aprendizagem significativa dos conteúdos selecionados da Física Quântica a partir de conhecimentos prévios existentes na estrutura cognitiva dos alunos. A proposta foi elaborada seguindo os passos das Unidades de Ensino Potencialmente Significativas – UEPS (MOREIRA, 2011) onde, num primeiro momento foi feito o levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos, em seguida foi apresentado o conteúdo de uma forma mais geral e, a partir daí, cada assunto foi abordado de forma mais específica, visando à diferenciação progressiva e à reconciliação integradora. Os conceitos abordados foram quantização, incerteza, estado e superposição de estados, apresentados de acordo com os passos da UEPS. A implementação do trabalho foi realizada em quatro turmas de 3ª série do Ensino Médio da E. E. E. M. Carlos Antonio Kluwe, em Bagé, RS, durante os meses de outubro, novembro e dezembro de 2011. As quatro turmas, denominadas A, B, C e D, foram divididas em dois grupos. O primeiro grupo, formado pelas turmas A e B iniciou as atividades em 10 de outubro de 2011 e o segundo grupo, formado pelas turmas C e D iniciou as atividades em 31 de outubro. Dentre as atividades desenvolvidas são analisados de forma qualitativa os mapas mentais e mapas conceituais elaborados em duplas, bem como a comparação entre eles, e são mostrados os trabalhos livres confeccionados pelos alunos e o jornal de cada turma Ainda são apresentados alguns comentários de estudantes sobre seu desenvolvimento na compreensão dos conceitos abordados na proposta. A análise feita a partir dos resultados obtidos forneceu indícios de aprendizagem significativa, que é o objetivo de uma UEPS. São apresentados também alguns comentários que indicam a boa receptividade da proposta, que encoraja novas aplicações. / It has become a challenge to high school teachers to include contents of quantum physics in the school curriculum not only for the lack of due preparation but for the scarcity of incentive. In spite of available educational resources, teachers seldom feel ready to approach such contents in the classroom. Furthermore, the present high school curriculum as well as the National High School Exam (ENEM) do not seem to encourage the teaching of quantum physics. Nevertheless, because of the relevance of quantum physics and the dissemination of its mystical versions with their social representations, it is necessary to continue attempting at contributing to make this insertion possible in the near future. In this sense, a teaching unit on topics of quantum physics was developed with the purpose of motivating the students ’ interest and curiosity. David Ausubel’s theory of meaningful learning was used a its theoretical framework, so as to facilitate the occurrence of meaningful learning of the chosen contents of quantum physics based on the students’ prior knowledge about the subject. The proposal was developed in agreement with the steps of the Potentially Meaningful Teaching Units – PMTU (Moreira, 2011), according to which the first step was to make a survey of the students’ prior knowledge followed by a general presentation of the contents. From there on, each topic received a more specific/extensive treatment aiming at progressive differentiation and integrative reconciliation. The concepts involved in this study were quantization, uncertainty, state, and superposition of states and they were presented according to the PMTU’s steps. Implementation of this proposal occurred in four different classes of the 3rd year of high school at the State School E.M. Carlos Antonio Kluwe, Bagé, RS, Brazil, from October to December of 2011. These four classes, named A, B, C, and D, were divided into two groups. The first one, formed by classes A and B, started their activities on the October 10, 2011, while the second group, classes C and D, started them on October 31, 2011. The activities performed by the students, such as mind maps and concept maps drawn in pairs, as well as their comparison were qualitatively analysed. There are also shown free-choice works the students produced, as well as the newspaper that each of the classes put together. In addition, some of the students’ comments on their own development regarding the concepts approached in this proposal are presented. The analysis based on obtained results suggested evidence of the occurrence of meaningful learning, which is the aim of a PMTU. Furthermore, some comments that might indicate a fair receptivity to the proposal are also set forth since they seem to encourage new implementations of this proposal.

MUNARIN, Felipe de Freitas. Estudo de sistemas bidimensionais de partículas clássicas. 2008. 198 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-05-14T22:30:23Z No. of bitstreams: 1 2008_tese_ffmunarin.pdf: 39541997 bytes, checksum: 1f3e58dd9a30e2f298bf15a6c2dd60d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-05-14T22:36:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_tese_ffmunarin.pdf: 39541997 bytes, checksum: 1f3e58dd9a30e2f298bf15a6c2dd60d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T22:36:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_tese_ffmunarin.pdf: 39541997 bytes, checksum: 1f3e58dd9a30e2f298bf15a6c2dd60d2 (MD5) Previous issue date: 2008 / Esta tese dedica-se ao estudo das propriedades estruturais, dinâmicas e térmicas de sistemas bidimensionais (2D) de partículas clássicas. Na primeira parte da tese, estudam-se as estruturas e as propriedades vibracionais de partículas em sistemas confinados em temperatura zero. Inicialmente, investigam-se as configurações de uma monocamada de dipolos magnéticos confinados por um potencial parabólico em função do momento de dipolo das partículas. Apesar do confinamento circular, encontram-se diversas estruturas assimétricas, como configurações em forma de cadeias (linhas de partículas) e em forma de Y quando um campo magnético é aplicado paralelamente ao plano das partículas. Além disso, analisa-se a dinâmica das partículas por meio do estudo do espectro de seus modos normais, em função do campo magnético e da intensidade do momento de dipolo das partículas. As componentes de translação e rotação dos modos normais são obtidas e estudadas em detalhes. Esse sistema também foi estudado em função do número de partículas onde foram encontradas diferentes estruturas para diferentes valores do momento de dipolo das partículas e do campo magnético aplicado. Apresenta-se ainda nesta tese um estudo da estrutura e do espectro dos modos normais de um sistema composto por dois planos bidimensionais, acoplados verticalmente, formado por partículas clássicas carregadas, confinadas por uma distribuição não uniforme de carga. As propriedades estruturais e dinâmicas desse sistema são analisadas em função da separação entre os planos de cargas, bem como em função da intensidade do potencial de confinamento. Observam-se diferentes configurações assimétricas, além de transições estruturais induzidas pela desvinculação (evaporação) de partículas. Dependendo da transição estrutural, observou-se que as freqüências dos modos normais exibem uma descontinuidade ou uma contínua diminuição do seus valores. Na segunda parte da tese, estuda-se a influência da temperatura nas estruturas de sistemas 2D. Especificamente, investiga-se detalhadamente a transição sólido-líquido de um sistema bidimensional finito, constituído por dois tipos de partículas com diferentes cargas e/ou massas, confinadas em um potencial parabólico. A temperatura de fusão é obtida para diferentes valores da relação entre as cargas e/ou massas dos dois tipos de partículas. Observou-se que a fusão dos dois tipos de partículas ocorre em diferentes temperaturas. A importância das configurações comensuráveis e incomensuráveis, e dos diferentes modos normais de vibração na temperatura de fusão do sistema, também é estudada. Quando a configuração de mínima energia do sistema é composta por um arranjo assimétrico de partículas, observam-se transições estruturais termicamente induzidas. Além disso, encontra-se que o aumento de temperatura induz uma separação dos dois tipos de partículas no sistema. Estudou-se também a transição sólido-líquido de um sistema bidimensional de partículas clássicas interagindo através de um potencial competitivo e confinadas por um potencial parabólico. As partículas interagem através de um potencial atrativo de curto alcance e de um potencial repulsivo de longo alcance. Comportamentos diferentes da temperatura de fusão são encontrados em função da intensidade do potencial atrativo entre as partículas. Observou-se também que a transição sólido-líquido de um sistema constituído por pequenos aglomerados ocorre através de um processo de fusão em duas etapas. Comportamento reentrante e transições termicamente induzidas são observados em uma pequena região de um digrama dos principais parâmetros do sistema. Além disso, observa-se o efeito de histerese na configuração do sistema em função da temperatura, concluindo-se que este efeito é conseqüência da presença de uma barreira de potencial entre as diferentes configurações do sistema.

Apresentamos, nesta tese, uma investigação sobre a estabilização ontológica do fóton, um actante inicialmente articulado no contexto da primeira revolução da Física Quântica. Partindo dos Estudos da Ciência de Bruno Latour, entendemos a ciência como uma rede que se estende por diferentes setores da sociedade e que, portanto, lida com diferentes gêneros do discurso. Além de identificar a importância do gênero científico (artigos seminais) no processo de autonomização dos fatos científicos, também reconhecemos que, na comunidade da Física, os livros didáticos, ou manuais de instrução, tem papel crucial no estabelecimento dos problemas exemplares bem como das teorias hegemônicas, tanto que, hoje, é possível um físico se formar sem estudar os artigos originais sobre Física Quântica. Ademais, os livros didáticos de ciências da Educação Básica são, atualmente, responsáveis pela extensão da rede científica para além dos laboratórios, autonomizando actantes como o fóton em esferas mais amplas da sociedade, papel que Latour poderia chamar de representação pública. O objetivo desta pesquisa é investigar a interação entres esses três gêneros do discurso (artigos seminais, livros didáticos de ensino superior e livros didáticos de ensino médio) e interpretar como que a estabilização ontológica do fóton é mediada por cada um deles. Ao fazer isso, estamos estendendo o programa de pesquisa de Latour em, pelo menos, três sentidos. Primeiramente, incluímos o papel do contexto didático na rede da ciência. Segundo, nossos objetos de investigação estão separados por um intervalo temporal maior do que o usual (aproximadamente cem anos). E, por fim, enquanto Latour dedica-se, principalmente, ao estudo de ciências empíricas, nosso trabalho volta-se para assim chamada Física Teórica, levantando questões ontológicas não discutidas originalmente por Latour. Para dar conta dessa extensão, o presente trabalho está dividido em duas partes. A parte I (Referencial Teórico) traz três artigos sobre as ideias de Bruno Latour e as possibilidades de sua aplicação na pesquisa em Educação em Ciências, o que temos chamado de Sociologia Simétrica da Educação em Ciências ou Estudos da Educação em Ciência. A parte II (Estudos Empíricos) traz quatro artigos (dois sobre as relações entre artigos seminais e livros de ensino superior e dois sobre as relações entre artigos seminais, livros de ensino superior e livros de ensino médio). O primeiro estudo empírico traz uma análise metalinguística do artigo original de Einstein de 1905 em que o quantum é articulado pela primeira vez sem que se precisasse recorrer a nenhum laboratório. No segundo artigo, apresentamos uma análise conceitual e matemática dos artigos de de Broglie e usamos as ideias de Latour para discutir o papel dos livros didáticos na autonomização de sua teoria. No terceiro artigo, analisamos visões epistemológicas em livros didáticos de Física aprovados no Plano Nacional do Livro Didático do Ensino Médio de 2015. E, no quarto artigo, discutimos a narrativa sobre o fóton nesses livros a partir de uma articulação teórica entre ideias de Latour e Bakhtin. Nossos principais resultados apontam o papel articulador da matemática na estabilização de actantes físicos e o papel ativo dos autores de livros didáticos na estabilização do fóton a partir da hibridização de diferentes visões e do uso de mecanismos de causação reversa. / We present an investigation about the ontological stabilization of photon, an actant articulated initially in the context of the first Quantum Revolution. Departing from Bruno Latour’s Science Studies, we take Science as a network spread through different sectors of society and which deals with different speech genders. Besides of identifying the importance of the scientific gender (scientific papers) in the process of autonomation of scientific facts, we also recognize that, in the Physics community, textbooks play a crucial role in the establishment of traditional problems as well as hegemonic theories. Nowadays, someone can conclude an undergraduate course on Physics without having read any of the original papers about Quantum Physics. Furthermore, textbooks in Basic Education are responsible by the extension of the scientific network beyond laboratories, autotomizing actants like the photon in wider spheres of society, what Latour would call public representation. The goal of this research is to investigate the interaction among these three speech genders (original papers, undergraduate textbooks and high school textbooks) and to interpret how the ontological stabilization of photon is mediated by each of them. By doing so, we are extending Latour’s research program in at least three ways. First, we include the didactic context in the science network. Second, our objects of investigation are separated in time by a greater gap (about a hundred years). And third, while Latour studied chiefly the empirical sciences, our work is directed towards the Theoretical Physics, raising ontological questions that were not discussed by Latour. To allow this extension, the work is divided in two parts. Part I (Theoretical Framework) presents three papers about Bruno Latour’s ideas and the possibilities of their application in the research on Science Education, what we have called The Symmetric Sociology of Science Education. Part II (Empirical Studies) presents four papers (two about the relation between original papers and undergraduate textbooks and two about the relation between original papers and high school textbooks). The first empirical study presents a metalinguistic analysis of 1905 Einstein’s paper in which the quantum is articulated by the first time without requiring any laboratory trial. In the second paper, we present a conceptual and mathematical analysis of de Broglie’s papers and we use Latour’s ideas to discuss the role of textbooks in the atomization of his theory. In the third paper, we analyze the epistemological visions present in the Physics textbooks approved by the 2015 National Plan of Textbook. In the fourth paper, we discuss the narrative about the photon present in these books departing from a theoretical articulation between Latour’s and Bakhtin’s ideas. Our chief results point to the articulating role of mathematics in the stabilization of physical actants and the active role of textbooks authors in the stabilization of photon through the hybridization of different visions and the use of the mechanisms of reverse causation.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / The classical physical science distinguishes itself as a previous project, consisting of the fundamental concepts of elements such as calculation, time, space, motion, matter, force and directed to capture all the nature phenomena supposedly unified. Quantum mechanics advances beyond these postulates, evidencing the inevitable interference of the subject in the search results , in which a reference to an ontological theory with material objects should be able to capture for regularities calculation, it becomes impossible, leaving the core concepts and field for the previous innovative project. As a result, the uncertainty principle that is expressed in a state of motion is identified only as to the statistical calculation or position, or the magnitude of the movement. After the development the existential concept of science that emphasizes the being-there as being-in-the-world to find certain beings as objects by the previous project of the scientific perspective, Heidegger subsequently comes to the conclusion that quantum physics incorporating the classical physics keeps unchangeable in terms of the previous science project of all: the nature disposes in advance a way of securing the meeting proposed by the existing human scientific achievement in theory terms . Science is only an access way to nature in its inexhaustible plenitude, so that it makes it unavoidable and unattainable with the scientificity resources. The com-position is the essence of the technique using scientific results and, by its vortex, enabling it to the final co-existing human. It remains to the being-there the mercy of a thought as to question the destitute condition of his own danger in forgetting that the cooption may be victim of their own decision. / A física clássica distingue-se como ciência por um projeto prévio, composto pelos conceitos fundamentais de elementos como cálculo, tempo, espaço, movimento, matéria, força e direcionado a captar todos os fenômenos da natureza supostamente unificada. A mecânica quântica avança além desses postulados, evidenciando a inevitável interferência do sujeito nos resultados de sua pesquisa, em que a referência a uma teoria ontológica com objetos materiais, devendo ser captáveis para fins de cálculo de regularidades, tornase impossível, restando os conceitos de núcleo e campo para o projeto prévio inovador. Em decorrência, o princípio de incerteza se expressa em que um estado de movimento se identifica somente quanto à calculabilidade estatística ou da posição, ou da grandeza do movimento. Após a elaboração do conceito existencial de ciência, que ressalta o seraí como ser-no-mundo a encontrar entes determinados como objetos pelo projeto prévio da perspectiva científica, Heidegger posteriormente chega à conclusão de que a física quântica incorporando a física clássica permanece imutável no que concerne ao projeto prévio da ciência de sempre: a natureza se dispõe de antemão a um encontro ao modo de asseguramento proposto pelo existente humano numa realização científica em termos de teoria. A ciência permanece apenas como um dos modos de acesso à natureza em sua plenitude inesgotável, o que faz com que ela seja incontornável e inacessível com os recursos da cientificidade. A com-posição é a essência da técnica utilizando resultados científicos e, pela sua voragem, habilitando-se para a cooptação definitiva do existente humano. Resta ao ser-aí a piedade de um pensamento indigente enquanto questionar a sua própria condição de perigo no esquecimento da cooptação de que pode ser vítima por própria decisão.

Inserir conteúdos de Física Quântica no Ensino Médio torna-se um desafio para os professores, tanto por uma possível falta de preparo como pela falta de incentivo. Apesar da existência de materiais didáticos disponíveis, raramente os professores sentem-se preparados para abordar tais conteúdos em sala de aula. Além disso, o atual currículo do Ensino Médio bem como o programa ENEM, não estimulam ao ensino do assunto aqui referido. No entanto, em função da importância da abordagem da Física Quântica, e também frente à propagação de versões místicas e de representações sociais, é preciso continuar tentando contribuir para que essa inserção venha a ocorrer futuramente. Nesse sentido, foi elaborada uma unidade de ensino sobre tópicos de Física Quântica com a intenção de estimular o interesse e a curiosidade do aluno. Como referencial teórico foi utilizada a teoria de aprendizagem de David Ausubel, buscando desenvolver uma aprendizagem significativa dos conteúdos selecionados da Física Quântica a partir de conhecimentos prévios existentes na estrutura cognitiva dos alunos. A proposta foi elaborada seguindo os passos das Unidades de Ensino Potencialmente Significativas – UEPS (MOREIRA, 2011) onde, num primeiro momento foi feito o levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos, em seguida foi apresentado o conteúdo de uma forma mais geral e, a partir daí, cada assunto foi abordado de forma mais específica, visando à diferenciação progressiva e à reconciliação integradora. Os conceitos abordados foram quantização, incerteza, estado e superposição de estados, apresentados de acordo com os passos da UEPS. A implementação do trabalho foi realizada em quatro turmas de 3ª série do Ensino Médio da E. E. E. M. Carlos Antonio Kluwe, em Bagé, RS, durante os meses de outubro, novembro e dezembro de 2011. As quatro turmas, denominadas A, B, C e D, foram divididas em dois grupos. O primeiro grupo, formado pelas turmas A e B iniciou as atividades em 10 de outubro de 2011 e o segundo grupo, formado pelas turmas C e D iniciou as atividades em 31 de outubro. Dentre as atividades desenvolvidas são analisados de forma qualitativa os mapas mentais e mapas conceituais elaborados em duplas, bem como a comparação entre eles, e são mostrados os trabalhos livres confeccionados pelos alunos e o jornal de cada turma Ainda são apresentados alguns comentários de estudantes sobre seu desenvolvimento na compreensão dos conceitos abordados na proposta. A análise feita a partir dos resultados obtidos forneceu indícios de aprendizagem significativa, que é o objetivo de uma UEPS. São apresentados também alguns comentários que indicam a boa receptividade da proposta, que encoraja novas aplicações. / It has become a challenge to high school teachers to include contents of quantum physics in the school curriculum not only for the lack of due preparation but for the scarcity of incentive. In spite of available educational resources, teachers seldom feel ready to approach such contents in the classroom. Furthermore, the present high school curriculum as well as the National High School Exam (ENEM) do not seem to encourage the teaching of quantum physics. Nevertheless, because of the relevance of quantum physics and the dissemination of its mystical versions with their social representations, it is necessary to continue attempting at contributing to make this insertion possible in the near future. In this sense, a teaching unit on topics of quantum physics was developed with the purpose of motivating the students ’ interest and curiosity. David Ausubel’s theory of meaningful learning was used a its theoretical framework, so as to facilitate the occurrence of meaningful learning of the chosen contents of quantum physics based on the students’ prior knowledge about the subject. The proposal was developed in agreement with the steps of the Potentially Meaningful Teaching Units – PMTU (Moreira, 2011), according to which the first step was to make a survey of the students’ prior knowledge followed by a general presentation of the contents. From there on, each topic received a more specific/extensive treatment aiming at progressive differentiation and integrative reconciliation. The concepts involved in this study were quantization, uncertainty, state, and superposition of states and they were presented according to the PMTU’s steps. Implementation of this proposal occurred in four different classes of the 3rd year of high school at the State School E.M. Carlos Antonio Kluwe, Bagé, RS, Brazil, from October to December of 2011. These four classes, named A, B, C, and D, were divided into two groups. The first one, formed by classes A and B, started their activities on the October 10, 2011, while the second group, classes C and D, started them on October 31, 2011. The activities performed by the students, such as mind maps and concept maps drawn in pairs, as well as their comparison were qualitatively analysed. There are also shown free-choice works the students produced, as well as the newspaper that each of the classes put together. In addition, some of the students’ comments on their own development regarding the concepts approached in this proposal are presented. The analysis based on obtained results suggested evidence of the occurrence of meaningful learning, which is the aim of a PMTU. Furthermore, some comments that might indicate a fair receptivity to the proposal are also set forth since they seem to encourage new implementations of this proposal.