Submitted by Jadson Francisco de Jesus SILVA (jadson@uefs.br) on 2018-01-23T23:17:53Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o Davi Barreto Versao final 01 12 2016.pdf: 5378139 bytes, checksum: 482627e25e61250556bfd938a12d25f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T23:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o Davi Barreto Versao final 01 12 2016.pdf: 5378139 bytes, checksum: 482627e25e61250556bfd938a12d25f2 (MD5) Previous issue date: 2016-09-20 / This study was to investigate how the introduction of modern physics in high school, mediated by the study of astronomy, may favor the practice of teaching and learning of physics, from the perspective of the Theory of Meaningful Learning (TML), through the use of Sequence Didactic . In order to answer this question, we define the general objective: to analyze how the study of Astronomy, as a mediating element for the introduction of Modern Physics in High School, can favor the teaching and learning of Physics, from the perspective of SAT, in the 3? Series. In order to achieve this purpose, we have drawn up the following specific objectives: to elaborate and evaluate the contribution of a didactic sequence on Electromagnetic Radiation, developed from the perspective of SAT, in the teaching and learning of Physics, in the 3? High School Series; To introduce the study of Modern Physics mediated by Astronomy, with support of didactic sequence on Electromagnetic Radiation, from the perspective of SAT; To evaluate students' performance from the introduction of Modern Physics, mediated by the study of Astronomy, with the support of the Didactic Sequence from the perspective of SAT. From this perspective, it was developed in a senior high school class, in a public school from Santo Antonio de Jesus town, State of Bahia, and entitled "Knowing the Universe Through the Colors". The same had as its central theme Electromagnetic Radiations and constituted both an instrument and product of this research. The activities were designed in a way that would attract students' attention from the curiosity that usually astronomical phenomena cause in those who observe them. At the time they were arranged in ascending order in terms of complexity, and the correlation between them. This research has been prepared under qualitative and quantitative approach, from which have developed a descriptive understanding work of the investigated object. Finally, this study shows a very positive result of the methodology chosen and can say that the Didactic Sequence elaborate contributed to a meaningful learning of concepts covered in Modern Physics, mediated by Astronomy, enabling students to build knowledge that can serve as anchors for future concepts. / Este trabalho consistiu em investigar como a introdu??o da F?sica Moderna no Ensino M?dio, mediado pelo estudo da Astronomia, pode favorecer as pr?ticas de ensino e aprendizagem da F?sica, na perspectiva da Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS), a partir do uso de Sequ?ncia Did?tica. Buscando resposta para este questionamento definimos o objetivo geral: analisar como o estudo da Astronomia, enquanto elemento mediador para a introdu??o da F?sica Moderna no Ensino M?dio pode favorecer a pr?tica de ensino e aprendizagem da F?sica, na perspectiva da TAS, na 3? S?rie. Para alcan?ar esse prop?sito tra?amos os seguintes objetivos espec?ficos: elaborar e avaliar a contribui??o de uma sequ?ncia did?tica sobre as Radia??es Eletromagn?ticas, desenvolvida na perspectiva da TAS, no ensino e aprendizado da F?sica, na 3? S?rie do Ensino M?dio; introduzir o estudo da F?sica Moderna mediado pela Astronomia, com suporte de sequ?ncia did?tica sobre Radia??es Eletromagn?ticas, na perspectiva da TAS; avaliar o desempenho dos estudantes a partir da introdu??o da F?sica Moderna, mediado pelo estudo da Astronomia, com o suporte da Sequ?ncia Did?tica na perspectiva da TAS. Nessa perspectiva, foi desenvolvida em uma turma da 3? S?rie do Ensino M?dio, de um Col?gio Estadual do munic?pio de Santo Ant?nio de Jesus, no estado da Bahia, a Sequ?ncia Did?tica intitulada ?Conhecendo o Universo Atrav?s das Cores?, a qual teve como tem?tica central Radia??es Eletromagn?ticas. Esta constituiu-se, simultaneamente, em instrumento e produto da presente pesquisa. As atividades foram pensadas de maneira que atra?ssem aten??o dos alunos, a partir da curiosidade que geralmente os fen?menos astron?micos causam naqueles que os observam. Ao tempo em que foram organizadas de forma ascendente, em termos de complexidade, e primando pela correla??o entre elas. A presente pesquisa foi elaborada sob abordagem quali-quantitativa, a partir da qual desenvolvemos um trabalho descritivo-compreensivo do objeto investigado. As Considera??es Finais evidenciam um resultado muito positivo da metodologia escolhida, podendo dizer que a Sequ?ncia Did?tica elaborada contribuiu para uma aprendizagem significativa dos conceitos abordados da F?sica Moderna, mediados pela Astronomia, possibilitando aos alunos, a constru??o de conhecimentos que poder?o servir de ?ncoras para conceitos futuros.

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

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

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

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

No contexto da teoria de Bogoliubov determinamos as configurações de equilíbrio e as excitações coletivas de um condensado de Bose-Einstein espinorial homogêneo com spin hiperfino S = 1, na presença e na ausência de um campo magnético externo. Na tese mapeamos as configurações de equilíbrio em função dos parâmetros e m, onde q está relacionado com a intensidade do termo quadrático da energia de Zeeman, c2 é a intensidade do termo da interação átomo-átomo dependente do spin, p é a densidade do condensado e m é a magnetização por partícula. Pelo exame do comportamento dos ramos de energia das excitações coletivas como função do momento determinamos as configurações de equilíbrio estáveis e mostramos que é possível classificá-las pela miscibilidade das componentes a = O e a = f 1, que é uma consequência direta da simetria axial no espaço de spin. O exame do diagrama de fase do sistema indica que ele depende crucialmente do caráter antiferromagnético ou ferromagnético dos átomos. No limite antiferromagnético o estado fundamental é imiscível e de fase indeterminada. Por outro lado no limite ferromagnético o estado fundamental pode ser miscível e de fase determinada. Em contrapartida verificamos a dominância do termo quadrático da energia de Zeeman em ambos os casos, no limite antiferromagnético quando e no limite ferromagnético quando & > 2. Fenômenos tais como o colpaso do condensado e transições de fase são também possíveis. Este trabalho se diferencia dos demais pelo fato de levar em conta explicitamente a conservação da magnetizaçáo do sistema, que nos permitiu fazer um estudo sistemático das configurações de equilíbrio, o que pode servir de guia para futuros estudos de efeitos que ocorrem tanto nas regiões estáveis quanto nas instáveis. / In the framework of the Bogoliubov theory, we determined the equilibrium configurations and the collective excitations of a homogeneous Bose-Einstein S = 1 spinor condensate, in the presence and absence of an externa1 magnetic field. In this thesis we found the equilibrium configurations as function of the parameters and m, where q is the intensity of the quadratic term of the Zeeman energy, ca is the intensity of the spin dependent atom-atom interaction term, p is the condensate density and m the magnetization per particle. By the study of the behaviour of the collective excitation energies as function of the moment, we found the stable equilibrium configurations and we show that they can be classified by the miscibility of the components a = O and a f 1, which is a direct consequence of the axial symmetry in the spin space. Examining the phase diagram, we see that it depends on the antiferromagnetic or ferromagnetic character of the atoms. In the antiferromagnetic limit, the ground state is imiscible and with an undetermined phase. However in the ferromagnetic limit the ground state can be miscible and with a fixed phase. On the other hand, we see in both cases the dominance of the quadratic term of the Zeeman energy, wlien & > O in the antiferromagnetic limit and wlien A- > 2 in the ferromagnetic limit. Phenomena such as condensate collapse and phase transition is also possible. This work differs from others by taking explicitly into account the conservation of the magnetization of the system, wich allowed us to perform a sistematic study of the equilibrium configurations, that can be a guide to future studies of effects that occur not only at the stable as also in the unstable regions

Orientador: Agda Eunice de Souza Albas / Resumo: A busca por novas metodologias e ferramentas didáticas, aplicada às aulas, têm sido discutidos em vários trabalhos na área de Ensino de Ciências, especificadamente, no Ensino de Física. Uma alternativa tem sido o uso da aprendizagem significativa de Ausubel, utilizando o processo de ancoragem na aprendizagem dos novos conceitos, proporcionando a verificação das relações entre os conceitos gerais e os específicos. Os Mapas Mentais é uma potencial ferramenta de pensamento para verificação das relações conceituais já que trata-se de um diagrama que busca relacionar os conceitos trabalhados através de palavras-chaves organizando-os através de tópicos e subtópicos relacionando conhecimentos específicos a um assunto geral proposto na construção do Mapa Mental. Isto permite ao aluno relacionar os conteúdos, através das regras de construção dos Mapas Mentais, utilizando cores, ilustrações e pequenas sínteses dos assuntos fazendo dessa ferramenta de pensamento, uma proposta potencialmente para o acompanhamento da Aprendizagem Significativa. Este trabalho descreve o uso de Mapas Mentais, como uma possível ferramenta associada ao processo de ensino-aprendizagem, aplicados aos conceitos da Física Contemporânea, em específico, ao estudo dos Espectros Atômicos utilizando a Teoria de Aprendizagem Significativa de David Ausubel. / Abstract: The search for new methodologies and teaching tools, applied to classes, have been discussed in several researches papers in the area of Science Teaching, specifically in Physics Teaching. An alternative has been the use of meaningful learning by Ausubel, utilizing the anchoring process in learning the new concepts of this, providing verification of the relationships between general and specific concepts. The Mind Maps is a potential thinking tool for checking conceptual relationships because it is a diagram that seeks to relate the concepts worked through keywords organizing them through topics and subtopics relating specific knowledge to a general subject proposed in construction of the Mind Map. This allows the student to relate the contents, through the rules of mind map construction, using colors, illustrations and short syntheses of the subjects, making this thinking tool a potential proposal for the accompaniment of meaningful learning. This paper describes the use of Mind Maps as a possible tool associated with the teaching-learning process, applied to the concepts of Contemporary Physics, specifically, the study of Atomic Spectrums using David Ausubel's Meaningful Learning Theory. / Mestre

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A presente dissertação tem como objetivo expor as idéias de Werner Heisenberg (1901-1976) sobre a natureza das transformações conceituais advindas com o surgimento da física moderna. As teorias da relatividade e a mecânica quântica geraram graves debates sobre a relação entre os seus novos conceitos e aqueles pertencentes à física clássica, entre teoria e experiência, sobre o papel que então deteriam conceitos antes julgados como fundamentais, tais como os de espaço, tempo, propriedades e causalidade. Na primeira parte, nós expomos o modo como Heisenberg compreende a história do desenvolvimento da física moderna, bem como as variadas características dos problemas que a acompanharam. Na segunda parte, nós expomos as reflexões de Heisenberg sobre as relações entre os conceitos clássicos e os modernos, ao mesmo tempo em que analisamos as formas pelas quais esses conceitos influenciam nas mais variadas atividades humanas. Por fim, oferecemos algumas indicações sobre como se constitui um problema ao qual Heisenberg continuamente retorna: aquele que concerne à possibilidade do homem se orientar no mundo. / This master dissertation has as its subject matter to expose the ideas of Werner Heisenberg (1901-1976) on the nature of conceptual transformations that happened with the sprouting of the modern physics. The theories of relativity and quantum mechanics generated serious debates about the relationship between its new concepts and those pertaining to classic physics, between theory and experience, and the role that concepts that were considered fundamental would have to assume, such as of space, time, properties and causality. In the first part, we show the way Heisenberg understands the history of the development of modern physics, as well as the varied characteristics of the problems that followed it. In the second part, we show Heisenbergs reflections on the relations between classic and modern concepts, while we analyze the ways in which these concepts influence a varied number of human activities. Finally, we offer some indications on how is constituted a problem to which Heisenberg continuously returns: that one which concerns the possibility of men orienting themselves in the world.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A presente dissertação tem como objetivo expor as idéias de Werner Heisenberg (1901-1976) sobre a natureza das transformações conceituais advindas com o surgimento da física moderna. As teorias da relatividade e a mecânica quântica geraram graves debates sobre a relação entre os seus novos conceitos e aqueles pertencentes à física clássica, entre teoria e experiência, sobre o papel que então deteriam conceitos antes julgados como fundamentais, tais como os de espaço, tempo, propriedades e causalidade. Na primeira parte, nós expomos o modo como Heisenberg compreende a história do desenvolvimento da física moderna, bem como as variadas características dos problemas que a acompanharam. Na segunda parte, nós expomos as reflexões de Heisenberg sobre as relações entre os conceitos clássicos e os modernos, ao mesmo tempo em que analisamos as formas pelas quais esses conceitos influenciam nas mais variadas atividades humanas. Por fim, oferecemos algumas indicações sobre como se constitui um problema ao qual Heisenberg continuamente retorna: aquele que concerne à possibilidade do homem se orientar no mundo. / This master dissertation has as its subject matter to expose the ideas of Werner Heisenberg (1901-1976) on the nature of conceptual transformations that happened with the sprouting of the modern physics. The theories of relativity and quantum mechanics generated serious debates about the relationship between its new concepts and those pertaining to classic physics, between theory and experience, and the role that concepts that were considered fundamental would have to assume, such as of space, time, properties and causality. In the first part, we show the way Heisenberg understands the history of the development of modern physics, as well as the varied characteristics of the problems that followed it. In the second part, we show Heisenbergs reflections on the relations between classic and modern concepts, while we analyze the ways in which these concepts influence a varied number of human activities. Finally, we offer some indications on how is constituted a problem to which Heisenberg continuously returns: that one which concerns the possibility of men orienting themselves in the world.

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