Esta pesquisa foi realizada em um Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia e dedicou-se ao estudo de alguns conceitos de Física Quântica na formação de professores de Física, sob a perspectiva do referencial sociocultural, tendo o foco dirigido à complementaridade de segundo tipo, uma das teses da interpretação de Copenhagen, e ao emaranhamento quântico. O marco teóricometodológico adotado foi a teoria da mediação de Vygotsky e a filosofia translinguística de Bakhtin. Foram realizados três estudos qualitativos com o objetivo de investigar quais são os significados socialmente construídos sobre conceitos de Física Quântica por professores de Física em formação, sendo um estudo piloto e duas intervenções didáticas junto a uma disciplina de Física Moderna e Contemporânea em nível de graduação. As atividades de ensino foram conduzidas a partir de exposições teóricas e simulação computacional com o Interferômetro Virtual de Mach-Zehnder, orientada por roteiros exploratórios. A partir do estudo dos fenômenos da interferência e emaranhamento quânticos nesse dispositivo semiótico, buscou-se compreender em que medida as ações mediadas pelo uso do software como recurso didático atuaram no sentido de promover entre os professores uma construção conceitual colaborativa sobre esses conceitos da Física Quântica. A análise do discurso, fundamentada em conceitos bakhtinianos, possibilitou uma melhor compreensão sobre o processo de construção de conceitos culturalmente válidos acerca da interferência quântica, da complementaridade e do emaranhamento. No contexto explorado, verificamos que se estabeleceu o dilema da manutenção de visões antagônicas, o que pode ser evidenciado a partir dos modelos explicativos elaborados pelos estudantes. Para aqueles que atribuíram um caráter corpuscular aos fótons, os fenômenos intermediários permanecem como um conflito ainda não resolvido, enquanto para os demais a complementaridade onda-partícula passou a compor um nova classe de conceitos. A noção de não-localidade, necessária para compreender o emaranhamento quântico, não foi reconhecida pelos estudantes, evidenciando a forte presença de noções clássicas nos modelos explicativos utilizados na tentativa de obter uma explicação plausível para o fenômeno. / The research presented in this thesis was developed in a Federal Institute of Education, Science and Technology is directed to research about an approach of the some foundations of Quantum Physics in pre-service teachers’ training, based on the sociocultural perspective and this work focuses on the second kind of complementarity, one of the thesis of the Copenhagen interpretation, and the quantum entanglement. The theoretical and methodological framework adopted in this research is the Vygotsky’s theory of mediation and Bakhtin’s translinguistics philosophy. Three qualitative researches were performed in order to investigate which are the socially constructed meanings on QP foundations in the context of pre-service teachers’ training: one in an introductory course with physics teachers and two along a didactic intervention during a pre-service teachers’ training course on Modern and Contemporary Physics. The teaching activities were conducted mediated by theoretical lectures and computer simulation using the Virtual Mach- Zehnder Interferometer, conducted by the exploratory guide. From the study of interference phenomena and quantum entanglement in this semiotic tool, one tries to understand how the pupils actions are mediated by the software in the sense of promoting a collaborative conceptual construction among teachers about these foundations of QP. Discourse analysis grounded on Bakhtin’s concepts allowed us to evaluate the potentialities of the software and a better understanding of the process of conceptual construction that are culturally valid about quantum interference, complementarity and entanglement. In this context we perceive that was created the dilemma of maintaining competing visions, which can be evidenced from the explanatory models designed by the students. For the students that admitted a corpuscular character to photons so that intermediate phenomena remain as a unresolved cognitive conflict, while for others the wave - particle complementarity has became a new class of concepts. The non-locality notion, pre-requisite to understand the quantum entanglement, wasn’t learned by the students, demonstrating the strong presence of classical notions in explanatory models used to obtain a plausible explanation for the phenomenon.

Explicações científicas são um dos elementos mais importantes do ensino de ciências. Elas estão relacionadas com a noção de natureza de ciência que reproduzimos, à compreensão adequada de conceitos e ao compartilhamento de hipóteses e princípios científicos. Embora não haja uma definição única de explicação científica que seja aceita de forma consensual por parte dos pesquisadores desse tema, nas últimas décadas ele tem sido abordado em um número crescente de trabalhos publicados em periódicos internacionais especializados em pesquisas sobre Ensino de Ciências. Apesar disso, consideramos que este tema tem recebido pouca atenção da comunidade de pesquisa em ensino de Ciências no Brasil, em particular no que diz respeito a atividades relacionadas à construção de explicações científicas durante a formação de professores. Neste trabalho investigamos elementos que fazem parte de explicações produzidas por futuros professores e a forma como estes elementos são relacionados entre si na organização da explicação. Para isso, propomos uma forma de estrutura organizacional de explicações científicas e a utilizamos para analisar seminários apresentados por alunos de um curso de licenciatura em Física durante uma das disciplinas deste curso, referente a tópicos relacionados ao conteúdo de mecânica. Nossa estrutura organizacional foi elaborada a partir de trabalhos realizados por James Wertsch (2008) sobre narrativas, a partir dos quais adaptamos para o estudo de explicações científicas duas estruturas que Wertsch propôs com respeito a narrativas: explicações específicas e moldes esquemáticos explicativos. Relacionamos as explicações específicas aos momentos explicativos propostos por Ogborn, Kress, Martins e Mcgillicuddy (1996) e os moldes esquemáticos explicativos a tipos de explicações propostos por filósofos das explicações – em particular o modelo Mecânico-Causal, as explicações de Unificação e explicações Funcionais. Em nossa análise empírica buscamos identificar objetivos pedagógicos que os diferentes tipos de explicações científicas identificadas se destinaram a atender e observamos uma (inesperada) baixa ocorrência de explicações científicas nos seminários que acompanhamos, acompanhada de uma forte ênfase no treinamento da habilidade de resolução de problemas matemáticos. Utilizamos estes resultados para problematizar questões relacionadas à formação de professores para a educação básica à luz do uso que é feito de explicações científicas. / Scientific explanations are among the most important elements in science teaching. They relate to the notion of nature of science we reproduce, to the better understanding of concepts and to share scientific principles and hypotheses. Although there is no single scientific explanation's definition consensually accept by researchers in this theme, in the last decades it has been addressed in an increasing number of papers published in international journals on science teaching. However, we believe that this issue has received little attention from the research community in science teaching in Brazil, specially about activities related to constructing scientific explanations during teacher training. In this work we investigate elements related to scientific explanations elaborated by future teachers, and the way those elements are related to each others in explanation organization. For this, we propose an organizational structure of scientific explanation and we use it to analyze seminars presented by students of a Brazilian physics' teacher graduation during one of its disciplines, about topics related to mechanics. Our organizational structure was drawn from works done by James Wertsch (2008) on narratives, from which we adapted two structures that Wertsch proposed with respect to narratives for the study of scientific explanation: specific explanations and explanatory schematic templates. We associated specific explanations with explicative moments proposed by Ogborn, Kress, Martins e Mcgillicuddy (1996) and the schematic explanatory templates to explanation types proposed by explanation philosophers – especially the Causal Mechanical model, the Unification approach and the functional explanations. In our empirical analyze we seek to identify teaching goals that the different types of scientific explanations identified intended to meet and We noticed a (unexpected) low occurrence of scientific explanation in the seminars we follow, beside a strong emphasis on education to provide training in mathematical problem solving abilities. We used those results to discuss issues related to training teachers to basic education in light of the way scientific explanations are used.

Neste trabalho apresentamos um conjunto de atividades envolvendo o processo da medição em Física para alunos de Ensino Médio. As atividades envolvem medidas manuais, exercícios sobre ordens de grandeza, notação científica, algarismos significativos e erros, bem como simulações, vídeos, manuseio de sensores, uma introdução ao estudo de circuitos elétricos e à aquisição automática de dados, além da investigação das relações entre grandezas físicas observadas em um mesmo fenômeno físico e noções sobre o ajuste de funções a dados experimentais. O material instrucional impresso com tarefas e desafios orienta o trabalho dos alunos em pequenos grupos (dois ou três alunos / grupo). A idéia é dar-lhes a oportunidade de construir o seu conhecimento sobre a medição de grandezas em Física, através da testagem e exploração de materiais a eles fornecidos, sempre socializando as suas descobertas e conclusões, realizadas nos pequenos grupos e complementadas em discussões envolvendo a todos os alunos, envolvendo ou não o professor. O referencial teórico para o desenvolvimento deste trabalho é a teoria sócio-interacionista de Vygotsky, na qual o desenvolvimento cognitivo de um indivíduo necessita ter como referência o seu contexto social, histórico e cultural, seus signos e instrumentos, tendo a sua origem nos processos sociais. As atividades propostas foram aplicadas e implementadas em situações de sala de aula, em dois grupos de alunos de Ensino Médio numa escola pública de Ensino Fundamental e Médio (“Colégio de Aplicação da UFRGS”), numa disciplina eletiva do Enriquecimento Curricular, intitulada “Que medida é esta?”. As atividades e seus guias foram testados em um grupo de alunos no segundo semestre de 2007. Algumas modificações foram feitas para melhorá-las e outro grupo de estudantes as testou no primeiro semestre de 2008. Estes dois experimentos didáticos são descritos em detalhes no presente trabalho. O produto educacional deste trabalho consiste de um texto de apoio ao professor de Física, de um teste conceitual sobre a medição de grandezas em Física e de treze de guias de atividades para realização destas atividades para alunos de nível médio. / In this work we present a set of activities involving the measurement process in Physics for high school students. The activities include manual measurements, exercises about order of magnitude and scientific notation, significant figures and errors, as well as simulations, videos, handling of sensors, an introduction to the study of electric circuits and to automatic acquisition of data, an investigation of the relation between physical magnitudes observed in the same physical phenomenon and rudiments about functions adjustment to a experimental datas. Printed instructional material with tasks and challenges guides the work of the students in small groups (two or three students/group). The idea is to give them the opportunity to build their knowledge about measurement of magnitudes in Physics by testing and exploring the materials provided to them, always socializing the discoveries and conclusions achieved in the small groups and completed in discussions among all the students, involving or not the teachers. The theoretical basis for the development of this work is the socio-interacionist theory of Vygotsky, in which the cognitive development of the individual necessarily depends on the social, historical and cultural contexts, their signs and instruments, having their origin in social processes. The activities proposed were implemented in classroom situations, for two groups of high school students in a public high school (“Colégio de Aplicação da UFRGS”), in an elective course of Curriculum Enrichment, entitle “What is this measure?”. The activities and their guidelines were tested in a group of students in the second semester of 2007. Some modifications were done to improve them and another group of students tested them in the first semester of 2008. Both didactical experiments are reported in detail in the present work. The educational output of this work consists of one instructional text for high school teachers, a conceptual test about measurement of magnitudes in Physics and thirteen guidelines for those activities for high school students.

No atual sistema educacional os métodos de ensino normalmente privilegiam a transmissão autoritária de conhecimentos, valorizando a habilidade do aluno em memorizar e reproduzir o conteúdo curricular, sem evidenciar a apropriação do conhecimento de forma significativa. Priorizar a construção do conhecimento, dar significado ao que se ensina e apresentar a Física atraente ao aluno representam desafios da prática docente. Com o intuito de valorizar as trocas entre os pares discentes e di-docente no processo ensino-aprendizagem e de promover uma ação educativa em que a aprendizagem de Física ocorra de forma consistente e duradoura, desenvolvemos uma proposta que integra um conjunto de metodologias: atividades experimentais, metodologia de projetos, e uso de mapas conceituais, como ferramentas no processo de ensino e aprendizagem. A fim de instrumentalizar professores de Física e de outras áreas do conhecimento, estruturamos uma página na internet, denominada “Experimentando Física”, que apresenta as etapas de construção, as metodologias utilizadas e o material resultante. Através de mapas conceituais relacionamos experimentos físicos com os conceitos que os fundamentam. A página apresenta uma sugestão metodológica, bem como um vasto arsenal de projetos experimentais que podem ser utilizados em sala de aula a partir de vídeos criados pelos próprios alunos. Utilizamos como aportes principais dessa pesquisa a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e a teoria sociointeracionista de Vygotsky, enfatizando a importância da mediação no desenvolvimento do aluno e de seu aprendizado. Outros autores são citados a fim de reforçar a escolha desse referencial teórico. A proposta foi desenvolvida em seis turmas do ensino médio de uma escola privada no município de Carazinho/RS, no período de março a dezembro de 2011. / In the current educational system, teaching methods usually favor the transmission of authoritative knowledge, enhancing the student's ability to memorize and to reproduce the curriculum content, without exhibiting significant appropriation of knowledge. To give a priority to the construction of knowledge and to the meaning of what is taught, introducing Physics in an attractive manner to the student, those are some challenges of the teaching practice. In order to valorize exchanges among students themselves and the students with the teacher, in the teaching-learning process, and to promote an educational practice which results in a consistent and lasting Physics learning, we have developed a proposal that includes a set of methodologies: experimentation activities, projects methodology, and the use of concept maps as tools for the teaching-learning process. In order to equip the Physics teachers, and from other fields of knowledge, we designed a website called "Experiencing Physics", which introduces the construction stages, the methodologies used and the resulting material. Through concept maps we relate physical experiments with their underlying concepts. The page presents a methodological suggestion, as well as an extensive list of experimental projects that can be used in classroom, through videos created by the students themselves. We have adopted, as the main basis for this research, the theories of meaningful learning, by Ausubel, and of social interaction, by Vygotsky, emphasizing the importance of mediation in student's progress and learning. Other authors are cited to reinforce this theoretical choice. The proposal was developed in six high school classes at a private school in the city of Carazinho/RS, from March to December 2011.

O presente trabalho, que se fundamenta na Epistemologia Genética de Jean Piaget, trata da investigação da noção de conservação de energia em alunos do Ensino Médio e suas repercussões no ensino de Física desta etapa escolar. O trabalho divide-se em duas partes. Na primeira, pesquisa-se a noção de conservação de energia em alunos do Ensino Médio. A coleta de dados foi realizada a partir de uma situação experimental com base no método clínico piagetiano. Os sujeitos foram 17 alunos, com idade entre 16 e 18 anos, de uma escola estadual de Ensino Médio, localizada na cidade de Porto Alegre. Foram encontrados três níveis de desenvolvimento para a noção de conservação de energia. Na segunda parte, analisam-se as possibilidades de uma metodologia de ensino centrada no desafio e inspirada no método clínico piagetiano. Essa metodologia trata a conservação de energia como tema recorrente no interior da Física. A coleta de dados foi realizada a partir de quatro aulas que focaram as perguntas e as contraargumentações desencadeadas pelas ações dos alunos frente aos desafios colocados a eles pelas atividades experimentais. Essas atividades funcionaram como elementos possibilitadores da aprendizagem dos alunos frente ao conteúdo de Física proposto. Os sujeitos foram 16 alunos de primeiro ano do Ensino Médio, com idade entre 14 e 18 anos, de uma escola estadual de Ensino Médio, localizada na cidade de Porto Alegre. No desenrolar das aulas foram constituídas três relações fundamentais possibilitadas por essa metodologia de ensino: a relação Conteúdo ↔ Professor ↔ Aluno, a relação Professor ↔ Conteúdo ↔ Aluno e a relação Aluno ↔ Conteúdo ↔ Aluno. Pensamos que essas relações, gestadas no interior de uma pedagogia ativa, trazem significativas contribuições ao ensino de Física. / This research, which is based on Genetic Epistemology by Jean Piaget, it’s about the investigation of the notion of energy conservation in high school students and their impact on physics teaching in this educational stage . The work is divided into two parts. In the first part it’s investigated the notion of energy conservation in high school students. Data acquisition was performed from an experimental situation based on Piaget's clinical method. The subjects were 17 students, aged between 16 and 18 years old, from a state high school, located in the city of Porto Alegre. Three levels of development were found for the notion of energy conservation. In the second part it’s analyzed the possibilities of a teaching methodology centered on the challenge and inspired by Piaget's clinical method. This methodology takes energy conservation as a recurrent theme inside the Physics. Data acquisition was performed from four classes that focused the questions and the counterarguments triggered by the students actions face to the challenges imposed to them by experimental activities. These activities worked as enablers elements of the students learning in the Physical content proposed. The subjects were 16 students from the first year of high school, aged between 14 and 18 years old, from a state high school, located in the city of Porto Alegre. In the course of classes were constructed three key relationships enabled by this teaching methodology: Content ↔ Teacher ↔ Student relationship, Teacher ↔ Content ↔ Student relationship and Student ↔ Content ↔ Student relationship. We think that these relationships, gestated inside an active pedagogy, bring significant contributions to the Physics teaching. / Este trabajo, que se basa en la Epistemología Genética de Jean Piaget, es acerca de la investigación de la noción de conservación de la energía en los estudiantes secundarios y su impacto en la enseñanza de la Física en esta etapa educativa. El trabajo se divide en dos partes. En la primera parte es investigado la noción de conservación de la energía en los estudiantes secundarios. La recolección de datos se realizó a partir de uma situación experimental basada en el método clínico de Piaget. Los sujetos fueron 17 estudiantes , con edades entre 16 y 18 años, de una escuela secundaria del estado, situada en la ciudad de Porto Alegre. Se encontraron tres niveles de desarrollo de la noción de conservación de la energía. En la segunda parte se analizan las posibilidades de una metodología de enseñanza centrada en el desafío e inspirados por el método clínico de Piaget. Esta metodología lleva la conservación de la energía como un tema recurrente dentro de la Física. La recolección de datos se realizó a partir de cuatro clases que se centraron en las preguntas y los contraargumentos, provocados por las acciones de los estudiantes frente a los desafíos colocados a ellos por actividades experimentales. Estas actividades trabajaron como elementos habilitadores de la aprendizaje de los estudiantes en relación a lo contenido de Física propuesto. Los sujetos fueron 16 estudiantes del primer año de la escuela secundaria , con edades comprendidas entre 14 y 18 años , de una escuela secundaria del estado, situada en la ciudad de Porto Alegre. En el desarollo de las clases se construyeron tres relaciones clave habilitados por esta metodología de enseñanza: la relación Contenido ↔ Profesor ↔ Estudiante, la relación Profesor ↔ Contenido ↔ Estudiante y la relación Estudiante ↔ Contenido ↔ Estudiante. Pensamos que estas relaciones, gestados dentro de una pedagogía activa, trae importantes contribuciones a la enseñanza de la Física.

This diploma work deals with the program Cabri II Plus and its opportunities as for the application into the lessons of Physics at elementary and high schools, grammar schools and also into particular seminars at colleges with a study program focused on the applied science (statitcs). This work is aimed mainly for tutors as a mean of both efficiency and students engagement enhancement. For these particular purposes the set of sample assignments has been created. The contribution of the work will be examined right within the lessons of Physics at L. Kuba Elementary School in České Budějovice and in particular seminars at the Department of Applied Physics and Technics at the Faculty of Education at the University of South Bohemia.

Orientador: Prof. Dr. Lúcio Campos Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, 2016. / Há, no Brasil, um considerável número de escolas de ensino médio que adotam sistemas didáticos apostilados. Em geral, priorizam um ensino focado na preparação dos estudantes para os vestibulares. No caso da Física, esta situação se reflete em práticas pedagógicas assentadas no uso de fórmulas e técnicas de resolução de problemas, o que leva boa parte dos estudantes a se sentirem desmotivados e distantes de uma compreensão mais abrangente e contextualizada da Física. Trata-se de uma situação contraditória frente aos preceitos encontrados em documentos oficiais sobre educação básica, os quais expressam a importância de se ensinar uma Física que permita aos alunos compreenderem melhor o mundo que os cerca. Acreditando ser possível aproximar a realidade descrita acima com os preceitos oficiais, este trabalho se colocou a tarefa de construir uma sequência didática que permita uma abordagem mais abrangente da Física para ser aplicada num contexto de sistema apostilado. Para isso, alguns elementos da perspectiva da Alfabetização Científica foram tomados. Em particular, partindo-se de uma visão metodológica pluralista, desenvolveu-se uma sequência didática que, além das apostilas, lançou mão de um texto historiográfico, um experimento demonstrativo, um vídeo e uma simulação computacional. A proposta foi aplicada em uma sala do segundo ano do ensino médio de uma escola particular da cidade de São Bernardo do Campo. Os temas de física escolhidos foram a Termometria e a Calorimetria. Através de questionários e testes visando explorar o desenvolvimento motivacional e conceitual dos estudantes foi possível inferir que a sequência proposta atingiu seus principais objetivos. / In Brazil, there is a huge number of high schools (mainly private) adopting Teaching Systems based on booklets. In general, their focus is on the students preparation for the university entrance exams. In the case of Physics teaching, this induces poor pedagogical practices based on the use of formulas and problem solving techniques, which lead the students to feel unmotivated and far from a broad and contextualized view of Physics. This is a contradictory situation if we consider the Brazilian official documents for the basic education, which express the importance for the students to understand the world and its complexity with a critical and contextualized view. Believing that it is possible to conceive new strategies inspired by the official documents aims in order to overcome the above mentioned pedagogical limitations, the present study took the following task: to build a didactic sequence useful in the context of Booklet Teaching Systems but allowing a more contextualized and critical approach to physics. For this, some elements from the perspective of Scientific Literacy were taken. In particular, starting from a pluralistic methodological view, a didactic sequence was developed considering, in addition to the traditional school materials, a brief historiographic text, a demonstrative experiment, a video and a computer simulation. The proposal was then applied in a second year class of a private high school in the city of São Bernardo do Campo which adopt a Teaching System based mainly on Booklets. The physics subject chosen was Thermometry and Calorimetry. Through questionnaires and tests aimed to explore the motivational and conceptual students development it was found that the proposed sequence achieved its main objectives.

Orientadora: Profa. Dra. Giselle Watanabe / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, 2016. / De forma geral, um dos últimos contatos que os estudantes estabelecem com os conceitos sistematizados da Física ocorre no Ensino Médio. Nesse momento de suas vidas escolares são abordados quase que exclusivamente a Física que vai até o século XIX, sem efetivamente discutir o desenvolvimento científico e tecnológico contemporâneo. Há de se considerar que uma formação escolar mais crítica, que busque uma alfabetização científica e tecnológica mais significativa, pressupõe de uma reflexão mais contextualizada e próxima do cotidiano do aluno. Essa aproximação inclui também, do nosso ponto de vista, a inserção de tópicos de física moderna e contemporânea. Nesse contexto, esse trabalho constrói e analisa uma proposta de ensino de Física de Partículas, tomando como referência a teoria do modelo padrão, incluindo tópicos como partículas e suas interações. Para a proposição e aplicação das atividades tomou-se como elemento orientador as ações educativas que ocorrem durante o evento Masterclasses UFABC/CERN/LHC, organizado pelo CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire - Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear) e UFABC (Universidade Federal do ABC). Nesse evento os alunos analisam e discutem os resultados obtidos por meio de dados reais das colisões ocorridas no LHC (Large Hádron Collider - Grande Colisor de Hádrons). A análise crítica dessa proposta dar-se-á por meio da perspectiva dos três momentos pedagógicos. Dos resultados, notam-se que a reconstrução da proposta inicial, a partir do olhar freireano, pode levar a uma formação para crítica e próxima da realidade dos alunos, ainda que a proposta inicial apresenta aproximações interessantes entre os participantes e os pesquisadores. / Overall, one of the last contacts that students establish with the systematized concepts of physics occurs in high school. At that point in their school lives are covered almost exclusively the physics that goes up to the nineteenth century, without actually mdiscussing the contemporary scientific and technological development. One has to consider that a more critical school education, which seeks a more significant scientific and technological literacy, requires a more contextualized and close reflection of the student's daily life. This approach also includes, from our point of view, the inclusion of modern and contemporary physics topics. In this context, this paper constructs and analyzes a proposal for teaching Particle Physics, with reference to the theory of the standard model, including topics such as particles and their interactions. For the proposition and implementation of activities it was taken as a guiding element the educational activities that occur during the event Masterclasses UFABC / CERN / LHC, organized by CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire - European Organization for Nuclear Research) and UFABC (Federal University of ABC). At this event students analyze and discuss the results obtained thru actual data from collisions at the LHC (Large Hadron Collider). The critical analysis of this proposal will be given by means of the perspective of the three pedagogical moments. From the results, it is noted that the reconstruction of the original proposal, from the Freirean look, can lead to a formation for criticism and close to the reality of students, although the initial proposal presents interesting approaches between participants and researchers.

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Oliveira da Costa Pires / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, 2016. / A onda sonora é um fenômeno físico perceptível ao ouvido humano estando em uma determinada faixa de frequência. O ultrassom, por sua vez, é um som com uma frequência alta suficiente para que não seja reconhecido. Diferentemente do som audível, a propriedade de ser resistente à difração torna o ultrassom um instrumento eficaz para a detecção de distâncias e velocidades estando, portanto, presente em muitos artefatos tecnológicos do cotidiano. Porém, o estudo do ultrassom é comumente tratado de forma muito superficial nos conteúdos de física do Ensino Médio e havendo pouca referência ao uso tecnológico do fenômeno. Com o propósito de fazer a conexão entre o estudo do ultrassom no Ensino Médio e a tecnologia em que ele é embarcado, propomos uma sequência de aulas para essa ligação. A sequência proposta tem como metodologia uma unidade de ensino potencialmente significativa (UEPS) associada a: um vídeo sobre a utilização do ultrassom para detecção de falhas estruturais de objetos; e a um experimento para detectar o intervalo de tempo de um pulso ultrassônico refletido por um obstáculo. Pretendemos com essa proposta, diminuir a distância entre o conhecimento de ondas ultrassônicas e sua aplicação tecnológica em diversas áreas e os alunos do Ensino Médio. / The sound wave is a physical phenomenon that is noticeable to the human ear in a certain frequency range. The ultrasound is a sound that is not noticeable to the human ear, even when it is set on a high frequency. Unlike the audible sound the property of being resitant to diffaction makes the ultrasound an efficient instrument in the identification of speeds and distances, this efficiency makes the ultrasound present in many of the daily technological artifacts. However, the teaching of the ultrasound is often overlooked in High School and the technological use of the phenomenon is frequently left behind. With the proposal of making a connection between the teaching of the Ultrasound in High School and the use of the phenomenon in technology, we propose a sequency of classes about this connection. The proposed sequency has as a methodology a potentially significant Teaching unit (UEPS) associated to: a video about the use of ultrasound in the detection of structural failure in objects; and an experiment to detect the time interval of an ultrasonic pulse reflected by an obstacle. With this proposal, we pretend to shorten the distance between the knowledge about ultrasonic waves and its technological application in several areas and High School students.

Orientadora: Profa. Dra. Laura Paulucci / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, 2016. / Este estudo objetiva auxiliar os professores de física da educação básica a introduzir o tema gravitação em suas aulas. Através do uso de experimentos tradicionais utilizados em cursos de astronomia básica e de recentes simuladores, que permitem verificar desde a localização de astros no céu a partir de qualquer ponto da superfície terrestre até as leis de Kepler, o tema gravitação foi sendo paulatinamente introduzido com a utilização de duas sequências didáticas que fazem parte deste trabalho. Ao longo da aplicação destas sequências, os estudantes utilizaram também outros recursos educacionais, como vídeos e a possibilidade de realizar atividades práticas, que foram desde o uso de uma simples haste presa ao chão para a determinação dos pontos cardeais até a utilização de modernas tecnologias de informação e comunicação, como os aplicativos de celulares capazes de identificar os astros no céu. A avaliação positiva da aplicação destas sequências foi demostrada nos altos índices de acertos dos questionários aplicados e nas solicitações dos alunos para que os próximos assuntos tratados em física fossem concebidos nos mesmos moldes que este. / This study aims to help physics teachers of basic education to introduce the subject gravitation in their classes. Through the use of traditional experiments used in basic astronomy courses and recent simulators, which allow to verify from the location of stars in the sky from any point of the Earth's surface to Kepler's laws, the subject gravitation was gradually introduced with the use of two didactic sequences that are part of this work. Throughout the application of these sequences, students also used other educational resources, such as videos and the possibility of performing practical activities, ranging from the use of a simple rod attached to the ground to determine the cardinal points to the use of modern information and communication technologies, such as mobile applications that show the position of stars. The positive evaluation of the application of these sequences was demonstrated by the high scores achieved on the applied questionnaires and students' requests that the following subjects treated in physics classes were conceived using the same framework as this one.