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.

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.

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edinalva Rodrigues Ferreira.pdf: 3705947 bytes, checksum: ba772663e48a81f8a3029b08d56d4cbd (MD5) Previous issue date: 2014-12-17 / This study investigates obstacles to learning that students of the Youth and Adult Education reveal in the study of fractions. This is a qualitative research with analysis of the activities addressed to a sample of four students of high school 2nd grade students of a public school. The study proposed to discover learning obstacles that students have in relation to such content. The theoretical basis of this research follows the assumption of the Theory of Didactic Situations. The procedures of the study sought to design and implement an instructional sequence in order to answer the research question that is whether and to what extent an instructional sequence, whose preparation takes into account the specificities of students of the Youth and Adult Education, contribute to diagnosis obstacles to the construction of conceptions part-whole and operators, related to fractions. The sequence was organized with three activities that consist of similar problems and applied in three consecutive sessions. The results indicate that the sequence of activities applied in the classroom contributed to that were diagnosed pedagogical and epistemological obstacles concerning to the study of fractions which were revealed in learning situations. The data collected showed that although the subjects are young and adults students who, in their experiences, deal with the fractions and their representations, and the content is treated in all previous series, they recognize a fraction, but not understand the concept, representation and conceptions / Este estudo investiga obstáculos à aprendizagem que os alunos da Educação de Jovens e Adultos revelam no estudo das frações. Trata-se de uma pesquisa qualitativa com análise das atividades resolvidas por uma amostra de quatro alunos do 2ª ano do Ensino Médio de uma escola da rede pública estadual. O estudo se propôs a levantar obstáculos à aprendizagem que alunos da Educação de Jovens e Adultos apresentam em relação ao referido conteúdo. A base teórica desta pesquisa segue o pressuposto da Teoria das Situações Didáticas. Procurou-se elaborar e aplicar uma sequência didática a fim de responder a questão de pesquisa que consiste em saber em que medida uma sequência didática, cuja elaboração leva em conta as especificidades dos alunos da Educação de Jovens e Adultos, contribui para o diagnóstico de obstáculos à construção das concepções parte-todo e operadores, referentes às frações. A sequência foi organizada com três atividades compostas por problemas semelhantes e aplicada em três sessões consecutivas. Os resultados indicam que a sequência de atividades aplicadas em sala de aula colaborou para que fossem diagnosticados obstáculos didáticos e epistemológicos, referentes ao estudo de frações, que se revelam em situações de aprendizagem. Os dados coletados mostraram que apesar de os sujeitos da pesquisa serem alunos jovens e adultos que, em suas vivências, lidam com as frações e suas representações e de o conteúdo ser tratado em todas as séries anteriores, os mesmos reconhecem uma fração, mas não compreendem o conceito, a representação e as concepções