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.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-09-21T13:01:56Z No. of bitstreams: 1 DissGBO.pdf: 8067578 bytes, checksum: 34bc053b88b971be29fbb2f7f725c780 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:21:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGBO.pdf: 8067578 bytes, checksum: 34bc053b88b971be29fbb2f7f725c780 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:21:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGBO.pdf: 8067578 bytes, checksum: 34bc053b88b971be29fbb2f7f725c780 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGBO.pdf: 8067578 bytes, checksum: 34bc053b88b971be29fbb2f7f725c780 (MD5) Previous issue date: 2015-08-14 / Não recebi financiamento / Scientific discoveries and large experiments usually become object for mass media and scientific disclosure. Contact with this material can, in many ways, contribute to the teacher's work in the classroom. This paper has the objective of studying the potential use of this material in the classroom, through the different dimensions this material can emcompass. Initially, a wide outlook of the insertion of modern and contemporary physics in high school is presented, with it's justifications and challenges. Some characteristics and possibilities for the use of scientific disclosure materials in class are also presented, under the viewpoint of authors located within this interface between education and communication. This paper focuses on what is called the "LHC Case", referring to media material associated to the particle accelerator LHC (Large Hadron Collider), as contextualizing elemnt for particle physics teaching, and also as motivator for other questions, like the relationship between science and society, among other things. A description of a set of newspaper articles about the LHC case published between 2006 and 2013 is presented, as well as a critical analysis of this set, using a few criteria such as the news theme, focus and content. From this analysis of the news, a minicourse was elaborated and ministered for students of UFSCar's college preparatory course, as a space for data collection, with the purpose of evaluating the potential use of media disclosed news in the selection and development of content related to modern physics in high school. Results point at the possibility of the use of news in classes, fulfilling different roles according to the teacher's objective. In the LHC case, the possibility of using news with different characteristics to motivate discussions which establish relations with science, technology and society has proven feasible and interesting, as it can contribute for the construction of a less distorted and more critical view of science, and giving meaning to the teaching of particle physics in high school. / Descobertas científicas e grandes experimentos são muitas vezes objeto das grandes mídias e da divulgação científica. O contato com estes materiais pode, de várias formas, contribuir para o trabalho do professor em sala de aula. O presente trabalho tem como objetivo estudar a potencialidade do uso destes materiais em sala de aula, a partir das diferentes dimensões que estes materiais podem tanger. Inicialmente, é apresentado um panorama da inserção de física moderna e contemporânea no ensino médio, suas justificativas e seus desafios. Também, são apresentadas algumas características e possibilidades da utilização de materiais de divulgação cientifica na sala de aula, à luz de autores localizados nesta interface entre Educação e Comunicação. Este trabalho foca no que chamamos de “Caso LHC”, que se refere a materiais midiáticos associadas ao acelerador de partículas LHC (Large Hadrons Collider), como elemento contextualizador para o ensino de física de partículas, mas também como motivador para outras questões, como a relação entre a ciência e a sociedade, entre outros. É apresentada uma descrição de um conjunto de notícias publicadas entre 2006 e 2013 que tratam do caso LHC, bem como uma análise crítica deste conjunto, a partir de alguns critérios, como tema, foco e conteúdo das notícias. A partir deste conjunto de notícias analisado, foi elaborado e ministrado um minicurso para alunos do Cursinho pré-vestibular da UFSCar, como espaço de coleta de dados, com o objetivo de avaliar o potencial de utilização de notícias divulgadas pela mídia na seleção e desenvolvimento de conteúdos relacionados à física moderna no ensino médio. Os resultados apontam para a possibilidade do uso de notícias em sala de aula, cumprindo diferentes papéis a partir do objetivo do professor. No caso LHC, a possibilidade de utilizar notícias com diferentes características para motivar discussões que estabelecem relações com a ciência, tecnologia e sociedade se mostrou factível e interessante, visto que pode contribuir para a construção de uma visão de ciência menos distorcida e mais crítica, e dando sentido ao ensino de física de partículas no ensino médio.

Neste trabalho são propostos textos e atividades para apresentação em sala de aula de temas relacionados com oscilações, ondas, radiação eletromagnética, cores, propriedades corpusculares da luz, modelos atômicos, radiações ionizantes e aplicações médicas. O material foi desenvolvido e aplicado à luz das teorias da interação social de Vygotsky e da aprendizagem significativa de Ausubel em um Curso de Extensão para professores de Física do ensino básico. Posteriormente, as atividades foram modificadas e adaptadas para as disciplina de Física Geral do Curso de Licenciatura em Matemática da Faculdade Cenecista de Osório. O texto e atividades que tratam da Introdução a radiações ionizantes foram também utilizados na disciplina de Biofísica do curso de Ciências Biológicas da mesma faculdade. As aplicações realizadas são analisadas e os resultados discutidos. O material instrucional produzido será disponibilizado na série “Textos de Apoio ao Professor de Física”, separado em capítulos, de forma a facilitar a utilização do conteúdo parcial ou completo por outros professores em sua prática docente. / In this work we present texts and activities related to Physics contents such as oscillations, waves, electromagnetic radiation, colors, corpuscular properties of light, atomic models, ionizing radiation and medical applications. The material was developed and activities were implemented in the classroom based in Vygotsky’s social interaction and Ausubel’s meaningful learning theories. The content was initially implemented in a course aimed at high-school Physics teachers. It has been subsequently adapted, to be presented to students attending teacher education courses in Mathematics and Biology at FACOS, in Osorio. The implementation of the instructional material is analyzed and their results are discussed. All the material will be made available in the series “Textos de Apoio ao Professor de Física”, organized in chapters, to ease its use by other Physics teachers in their respective classes.

A Tese em Ensino de Física, “Laser de Rubi: uma abordagem baseada em Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS)”, possui como referencial teórico principalmente a Teoria da Assimilação e da Retenção Significativas de Ausubel sendo complementada com viéses da Teoria de Educação de Novak, do Modelo de Ensino de Gowin, da Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud e da Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Ao considerar a área e o tema abordado na tese foi escolhida a metodologia de Pesquisa Qualitativa considerando suas características principais, como por exemplo, interpretativa, detalhada, que constrói suposições e não visa generalizações. A escolha da metodologia de ensino, Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS), ocorreu por conjugar do mesmo referencial teórico escolhido para a tese. O trabalho é uma pesquisa aplicada com o tema Laser de Rubi no primeiro ano do Ensino Médio. Para que se concretizasse esta pretensão foi elaborada a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa com o tema Laser de Rubi que contemplou o total de 16 horas aula. Entende-se que a Física Moderna e Contemporânea deve pertencer ao currículo dos três anos do Ensino Médio. É claro que o desafio é maior no 1º ano comparado com o 3º ano, porém, o reconhecimento e a motivação dos alunos também são maiores. A UEPS foi aplicada no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha - Câmpus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, em dois momentos: em 2012 em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e, em 2013, em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e três turmas do Curso Técnico em Agropecuária Integrado, totalizando o público-alvo da pesquisa em 120 alunos. De acordo com a Teoria de Ausubel, existem duas condições que favorecem a aprendizagem significativa, o material ser potencialmente significativo e a predisposição do aprendiz em aprender significativamente. Para tornar o material potencialmente significativo utilizou-se a UEPS e de acordo com os resultados obtidos, as metodologias e abordagens diversificadas utilizadas na UEPS promoveram essa predisposição. Os resultados da aplicação refletem a característica da pesquisa qualitativa de não obter generalizações, pois mesmo envolvendo 7 turmas de 1º ano do Ensino Médio, em períodos diferentes e em turmas com diferentes perfis, as conclusões diferem e são apresentadas no decorrer do trabalho. / This doctoral dissertation on the Teaching of Physics, “Ruby Laser: An approach based on the Potentially Meaningful Teaching Units (PMTUs)”, has as theoretical framework Ausubel’s Assimilation and Retention Theory, complemented with biases from Novak’s Theory of Education, Gowin’s Teaching Model, Vergnaud’s Theory of Conceptual Fields, and Johnson-Laird’s Theory of Mental Models. Considering the area and the theme approached here, Qualitative Research became the chosen methodology because of its basic features, such as, for example, that it is interpretative and detailed, it encourages assumption construction, it does not aim at generalizing. The choise of the PMTUs as the methodological teaching support occurred due to the fact that it agrees with the same referential framework of this dissertation. The work is an applied research with Ruby Laser theme in the first year of high school. In order to materialize this claim a Potentially Meaningful Teaching Unit was elaborated with the Ruby Laser theme involving a total of 16 class hours. It is understood here that Modern and Contemporary Physics should be part of the three-year high school curriculum and that this challenge is bigger at the first year than at the third year of high school though students’ recognition and motivation are also bigger. This PMTU was applied in the Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha – Campus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, at two different instances: in 2012 with two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in 2013, in two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in three different classes/groups of the Curso Técnico em Agropecuária Integrado, with a total amounting to 120 the number of students that constituted the target audience of this research. According to Ausubel’s theory, there are two conditions that favor meaningful learning, the instructional material must be potentially meaningful and the student predisposition to meaningfully learn. PMTUs were used to make materials potentially meaningful and, according to the learning outcomes, it seems possible to say that the varied methodologies and approaches used in the PMTUs promoted such a predisposition. Research findings reflect a characteristic of qualitative research according to which generalizations do not occur since, even in a research involving 7 (seven) first year high school classes/groups, in different instances and with groups with a different profile, conclusions differ and they are presented along this work.

A Tese em Ensino de Física, “Laser de Rubi: uma abordagem baseada em Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS)”, possui como referencial teórico principalmente a Teoria da Assimilação e da Retenção Significativas de Ausubel sendo complementada com viéses da Teoria de Educação de Novak, do Modelo de Ensino de Gowin, da Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud e da Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Ao considerar a área e o tema abordado na tese foi escolhida a metodologia de Pesquisa Qualitativa considerando suas características principais, como por exemplo, interpretativa, detalhada, que constrói suposições e não visa generalizações. A escolha da metodologia de ensino, Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS), ocorreu por conjugar do mesmo referencial teórico escolhido para a tese. O trabalho é uma pesquisa aplicada com o tema Laser de Rubi no primeiro ano do Ensino Médio. Para que se concretizasse esta pretensão foi elaborada a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa com o tema Laser de Rubi que contemplou o total de 16 horas aula. Entende-se que a Física Moderna e Contemporânea deve pertencer ao currículo dos três anos do Ensino Médio. É claro que o desafio é maior no 1º ano comparado com o 3º ano, porém, o reconhecimento e a motivação dos alunos também são maiores. A UEPS foi aplicada no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha - Câmpus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, em dois momentos: em 2012 em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e, em 2013, em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e três turmas do Curso Técnico em Agropecuária Integrado, totalizando o público-alvo da pesquisa em 120 alunos. De acordo com a Teoria de Ausubel, existem duas condições que favorecem a aprendizagem significativa, o material ser potencialmente significativo e a predisposição do aprendiz em aprender significativamente. Para tornar o material potencialmente significativo utilizou-se a UEPS e de acordo com os resultados obtidos, as metodologias e abordagens diversificadas utilizadas na UEPS promoveram essa predisposição. Os resultados da aplicação refletem a característica da pesquisa qualitativa de não obter generalizações, pois mesmo envolvendo 7 turmas de 1º ano do Ensino Médio, em períodos diferentes e em turmas com diferentes perfis, as conclusões diferem e são apresentadas no decorrer do trabalho. / This doctoral dissertation on the Teaching of Physics, “Ruby Laser: An approach based on the Potentially Meaningful Teaching Units (PMTUs)”, has as theoretical framework Ausubel’s Assimilation and Retention Theory, complemented with biases from Novak’s Theory of Education, Gowin’s Teaching Model, Vergnaud’s Theory of Conceptual Fields, and Johnson-Laird’s Theory of Mental Models. Considering the area and the theme approached here, Qualitative Research became the chosen methodology because of its basic features, such as, for example, that it is interpretative and detailed, it encourages assumption construction, it does not aim at generalizing. The choise of the PMTUs as the methodological teaching support occurred due to the fact that it agrees with the same referential framework of this dissertation. The work is an applied research with Ruby Laser theme in the first year of high school. In order to materialize this claim a Potentially Meaningful Teaching Unit was elaborated with the Ruby Laser theme involving a total of 16 class hours. It is understood here that Modern and Contemporary Physics should be part of the three-year high school curriculum and that this challenge is bigger at the first year than at the third year of high school though students’ recognition and motivation are also bigger. This PMTU was applied in the Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha – Campus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, at two different instances: in 2012 with two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in 2013, in two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in three different classes/groups of the Curso Técnico em Agropecuária Integrado, with a total amounting to 120 the number of students that constituted the target audience of this research. According to Ausubel’s theory, there are two conditions that favor meaningful learning, the instructional material must be potentially meaningful and the student predisposition to meaningfully learn. PMTUs were used to make materials potentially meaningful and, according to the learning outcomes, it seems possible to say that the varied methodologies and approaches used in the PMTUs promoted such a predisposition. Research findings reflect a characteristic of qualitative research according to which generalizations do not occur since, even in a research involving 7 (seven) first year high school classes/groups, in different instances and with groups with a different profile, conclusions differ and they are presented along this work.

Neste trabalho são propostos textos e atividades para apresentação em sala de aula de temas relacionados com oscilações, ondas, radiação eletromagnética, cores, propriedades corpusculares da luz, modelos atômicos, radiações ionizantes e aplicações médicas. O material foi desenvolvido e aplicado à luz das teorias da interação social de Vygotsky e da aprendizagem significativa de Ausubel em um Curso de Extensão para professores de Física do ensino básico. Posteriormente, as atividades foram modificadas e adaptadas para as disciplina de Física Geral do Curso de Licenciatura em Matemática da Faculdade Cenecista de Osório. O texto e atividades que tratam da Introdução a radiações ionizantes foram também utilizados na disciplina de Biofísica do curso de Ciências Biológicas da mesma faculdade. As aplicações realizadas são analisadas e os resultados discutidos. O material instrucional produzido será disponibilizado na série “Textos de Apoio ao Professor de Física”, separado em capítulos, de forma a facilitar a utilização do conteúdo parcial ou completo por outros professores em sua prática docente. / In this work we present texts and activities related to Physics contents such as oscillations, waves, electromagnetic radiation, colors, corpuscular properties of light, atomic models, ionizing radiation and medical applications. The material was developed and activities were implemented in the classroom based in Vygotsky’s social interaction and Ausubel’s meaningful learning theories. The content was initially implemented in a course aimed at high-school Physics teachers. It has been subsequently adapted, to be presented to students attending teacher education courses in Mathematics and Biology at FACOS, in Osorio. The implementation of the instructional material is analyzed and their results are discussed. All the material will be made available in the series “Textos de Apoio ao Professor de Física”, organized in chapters, to ease its use by other Physics teachers in their respective classes.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Geraldo P da Silva Junior.pdf: 1962009 bytes, checksum: 8694faa65163d4015f334b64e113c687 (MD5) Previous issue date: 2011-11-11 / The study of Modern and Contemporary Physics -FMC- secondary education is very important because it allows students to hold discussions with the physical phenomena behind the operation of devices that are used so commonplace in everyday vast majority of people. However, the teaching of physics in high school has not followed the scientific and technological advances in the past decades and has been far from the reality of students. A curriculum obsolete, outdated and decontextualized poses a problem for both teachers and for students and makes teaching practice, which usually boils down to the mathematical development in the context of chalk, dull and uninteresting. The students' previous ideas coexist with scientific concepts, both in high school students, as we graduate, and persisting even after graduation. Mortimer in seeking to understand this coexistence configures the idea of "conceptual profile" from the observation of the historical development of a scientific concept in view of their obstacles epistemological and ontological. In this paper we address the conceptual profile Zaïane presented by radiation from the perspective of recognizing this coexistence in the initial training of teachers of physics. We believe that this profile may be able to provide an understanding of the physical universe, microscopic, belonging to the FMC in order to identify it in undergraduates, while educational interventions to detect that future graduates in physics believe is essential for teaching and learning the FMC. The work makes use of a qualitative methodological trend being developed with students from the Bachelor's Degree in Physics from UFG. / O estudo da Física Moderna e Contemporânea -FMC- no ensino médio é de suma importância, pois permite que os alunos dialoguem com os fenômenos físicos que estão por trás do funcionamento de aparelhos que são utilizados de forma corriqueira no cotidiano da imensa maioria das pessoas. No entanto, o ensino de física no nível médio não tem acompanhado os avanços tecnológicos e científicos ocorridos nas últimas décadas e tem se mostrado distante da realidade dos estudantes. Um currículo obsoleto, desatualizado e descontextualizado representa um problema tanto para os professores, quanto para os estudantes e torna a prática pedagógica, que normalmente resume-se ao desenvolvimento matemático no quadro de giz, monótona e desinteressante. As ideias prévias dos estudantes coexistem com as concepções científicas, tanto nos estudantes de ensino médio, quanto nos de graduação, e persistindo mesmo após a graduação. Mortimer na busca do entendimento desta coexistência configura a ideia do perfil conceitual a partir da observação do desenvolvimento histórico de um conceito científico tendo em vista seus obstáculos de ordem epistemológica e ontológica. Neste trabalho foi abordado o perfil conceitual de radiação apresentado por Zaïane, na perspectiva de reconhecer esta coexistência na formação inicial de professores de física. Acreditamos que este perfil pode ser capaz de proporcionar um entendimento do universo físico, microscópico, pertencente à FMC de forma a identificá-lo nos licenciandos, ao mesmo tempo que permite detectar intervenções pedagógicas que os futuros licenciados em Física acreditam ser essenciais para o ensino e a aprendizagem da FMC. O trabalho utiliza-se de uma opção metodológica do tipo qualitativo sendo desenvolvido com alunos do curso de Licenciatura em Física da UFG.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-30T12:38:50Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Sebastião de Oliveira Coelho - 2016.pdf: 5600268 bytes, checksum: 8a2252d0f5007d0eb9c225cd6961326f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-30T15:52:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Sebastião de Oliveira Coelho - 2016.pdf: 5600268 bytes, checksum: 8a2252d0f5007d0eb9c225cd6961326f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-30T15:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Sebastião de Oliveira Coelho - 2016.pdf: 5600268 bytes, checksum: 8a2252d0f5007d0eb9c225cd6961326f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Stimulating the interest and the curiosity into Physics classes in High school can be facilitated if the contents are closer to the students' everyday experiences. Thus, the technological advances that we are exposed can be used as motivations that contribute with this approach. In this line, a viable proposal is the inclusion of topics of Modern and Contemporary Physics (MCP) in teaching, where should be discussed the benefits and applications of these topics related to physics in different fields of knowledge such as medicine, engineering, computing and art. National Curriculum Standards protect skills of such a nature, but in practice, these contents are still away from many schools in Brazil. Thus, our work aims at the development of an instructional courseware to guide the teacher to treat the contents above here from social, cultural, and political perspectives, where prior knowledge of the student is being considered the most important variable. To this end, the Teaching Unit proposed here is divided in three parts, so as to include concepts such as continuous physical quantities and quantized, wave-particle duality, as well as different "modern" physical processes such as the photoelectric and the photovoltaic effects, and the stimulated emission applied to the LASER, LED and OLED. Our intention is to enable concrete possibilities for students to promote the negotiation and retention of these concepts in a meaningful and critical way. Initially, the topics presented have a high degree of generality, and from there, they are subsequently worked more specifically. So, this dynamic process to build knowledge becomes essential to promote the progressive differentiation and integrative reconciliation of concepts. In this sense, they are suggested various activities such as mind maps, concept maps, reading and reading comprehension, as all summative and recursive evaluation means. Then as a final project proposal, participating students will present topics related to FMC in the form of free works. We conclude that in addition to collaborating with the intellectual growth of all involved, i.e., teacher and student, this proposal allows them to be in continuous contact with recent scientific research. / Estimular o interesse e a curiosidade nas aulas de Física em turmas de Ensino Médio pode ser facilitado se os conteúdos estiverem próximos às experiências cotidianas dos estudantes. Assim, os avanços tecnológicos a que estamos expostos podem ser utilizados como motivações que contribuem com essa aproximação. Nesta linha, uma proposta viável é a inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no ensino, onde devem ser discutidos os benefícios e as aplicações destes tópicos da Física em diferentes áreas do saber, como medicina, engenharia, computação e arte. Os Parâmetros Curriculares Nacionais resguardam competências dessa natureza, mas na prática esses conteúdos ainda estão distantes de muitas escolas do Brasil. Sendo assim, nosso trabalho teve como finalidade a elaboração de um material didático instrucional que oriente o professor a tratar os conteúdos aqui supracitados a partir de uma perspectiva social, cultural, e política, onde o conhecimento prévio do aluno é considerado a variável de maior importância. Com esta finalidade, a Unidade Didática aqui proposta é dividida em três partes, de forma a contemplar conceitos como grandezas físicas contínuas e quantizadas, dualidade onda-partícula, além de diferentes processos físicos “modernos” como o efeito fotoelétrico e fotovoltaico, e a emissão estimulada aplicada ao LASER, LED e OLED. A nossa intenção consiste em viabilizar possibilidades concretas para que os alunos promovam a negociação e retenção desses conceitos de forma significativa e crítica. Inicialmente, os temas apresentados possuem um alto grau de generalidade, e a partir daí, subsequentemente são trabalhados de maneira mais específica. Então, esse processo dinâmico na construção do conhecimento torna-se essencial para promover a diferenciação progressiva e a reconciliação integradora dos conceitos. Neste sentido, foram sugeridas diversas atividades como mapas mentais, mapas conceituais, leitura e interpretação de texto, todas como meios de avaliação somativa e recursiva. Em seguida, como proposta de trabalho final, os alunos participantes apresentaram temas relacionados à FMC em forma de trabalhos livres. Conclui-se que, além de colaborar com a expansão intelectual de todos os envolvidos, isto é, professor e aluno, esta proposta lhes permite estar em contato contínuo com pesquisas científicas recentes.

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.

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.