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.

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.

O ensino de Física, geralmente, está desvinculado não apenas de outras disciplinas, mas também, de qualquer contexto que lhe possa dar significado. No entanto, segue diretrizes estaduais e nacionais que apontam para necessidade de interdisciplinaridade e contextualização. Assim, enfatiza-se a importância da utilização de várias estratégias para atingir alunos que aprendem de diversas maneiras: cinestésica, visual e auditiva. Sob essa perspectiva, o presente trabalho tem por objetivo principal, a partir do desenvolvimento de vários recursos didáticos, promover a aprendizagem significativa nos alunos. Para tanto, utilizaram-se várias ferramentas, tais como texto de apoio, atividades experimentais, novas tecnologias, mapas conceituais, diagramas V de Gowin e situações-problemas. Tais ferramentas foram utilizadas em cursos para professores, futuros professores de Física do Ensino Médio e, também, para pessoas que utilizam radiações ionizantes para tecidos biológicos em seu trabalho, usando, para tal, conceitos de Eletromagnetismo, Óptica e Física Moderna e Contemporânea na área de Física aplicada à Medicina. Através de análise qualitativa e quantitativa, verificamos se tais recursos tiveram algum impacto positivo, no sentido de perceber se houve indícios de aprendizagem significativa junto aos alunos do curso. Para alcançar os objetivos propostos, na metodologia, foram seguidas as seguintes etapas: 1º) extensa revisão bibliográfica em periódicos CAPES A1, A2 e B1 de 2000 á 2009; 2º) estudo de materiais alternativos para a confecção dos recursos a serem utilizados ao longo do curso; 3º) elaboração de sugestões de atividades educacionais; 4º) organização de entrevistas semiestruturadas, pré-testes e pós-testes; 5º) aplicação do curso, 6º) aplicação das entrevistas, dos pré-testes e pós-testes; 7º) análise dos dados, 8º) melhoria do curso; 9º) reaplicação do curso, 10º) reaplicação das entrevistas, dos pré-testes e pós-testes e 11º) análise dos dados para verificar presença de indícios de aprendizagem significativa; 12º) comparação entre os grupos estudados para buscar indícios de qual seria a melhor forma de ensinar tais conteúdos. Em todas as etapas, foram utilizadas a Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel (2002), a Teoria de Aprendizagem Significativa Crítica de Moreira (2005) e a Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud (1990). No texto de apoio e na análise de dados, além das teorias de aprendizagem mencionadas, também serviu de referencial teórico a epistemologia de Toulmin (1977). O curso foi aplicado em quatro oportunidades distintas. Dentre outros aspectos a pesquisa permite sugerir: o ensino de Física aplicado na Medicina constitui, ainda, uma área pouco investigada; poucas propostas didáticas têm sido implementadas e avaliadas; os conhecimentos prévios são pouco investigados na Física aplicada à Medicina; o fator tempo parece ser relevante na aprendizagem; é fundamental oferecer feedback aos alunos, em relação a seus erros e acertos; as metodologias diferenciadas facilitam o surgimento de indícios de aprendizagem significativa; o uso de simulações computacionais, juntamente com atividades experimentais facilita a aprendizagem significativa; mostra-se importante a existência de questões orientadoras para o desenvolvimento das simulações computacionais; o professor precisa explicar o conteúdo antes de realizar as leituras orientadas e os estudos em grupo; quanto mais detalhado é o material, maiores são os indícios de aprendizagem significativa. / The teaching of physics is, in general, not only disconnected from the teaching of other disciplines but also from any context that could make it meaningful. However, it complies with state and national guidelines that point to the need of being interdisciplinary and contextualized. Thus, we emphasize here the importance of using multiple strategies to reach all of the students with their different ways of learning: kinesthetically, visually and audibly. In this perspective, this research aims, mainly from the construction of many teaching resources, at promoting students’ meaningful learning. With this purpose, we used several tools, such as a supporting text, experimental activities, new technologies, concept maps, Gowin’s V diagrams, and problem-situations. Such tools were used in courses for teachers, future teachers, and for people who use ionizing radiation for biological tissues at their work, using concepts of Electromagnetism, Optics, Modern and Contemporary Physics, in the area of Physics Applied to Medicine. Through qualitative and quantitative analysis, we analyzed whether there was any evidence of meaningful learning among the participants of the courses. To achieve the proposed objectives, in our research methodology, we proceeded in accordance to the following steps: 1) an extensive literature review in periodicals CAPES A1, A2 and B1, from 2000 to 2009; 2) the study of alternative materials for the development of materials to be used in the course; 3) the suggestions of educational activities; 4) organization of interviews, pre-tests and post-tests; 5) application of the course; 6) application of the interviews, pre-tests and post-tests; 7) data analysis; 8) course improvement; 9) re-application of the course; 10) reapplication of the interviews, pre-tests and post-tests; 11) data analysis to look for evidence of meaningful learning; 12) comparison between groups to seek any evidence for what could be the best way to teach such content. At all stages of the experiment, we used the theory of Meaningful Learning of Ausubel (2002), the theory of Critical Meaningful Learning of Moreira (2005), the theory of Conceptual Fields of Vergnaud (1990). In the supporting text and data analysis, we also used Toulmin's epistemology (1977). The course was applied in four different moments. Research findings, among other things, suggest that: the teaching of physics applied to medicine is an area that has been scarcely researched; only a few didactic proposals have been implemented and evaluated; alternative conceptions have been poorly investigated in Physics Applied to Medicine; time seems to be an important element in learning; it has been essential to offer students some feedback related to their mistakes and successes; the use of different methodologies might facilitate the emergence of evidence for meaningful learning; the use of computer simulations, along with some experiments might facilitate meaningful learning; it seems to be relevant to have guiding questions when using computer simulations; the teacher should explain the content before making any guided readings and group studies; the more detailed the material, the more evidences we might have for meaningful learning.

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.

Submitted by Maria Bernadete Dos Santos (mariabpds@id.uff.br) on 2017-10-19T11:52:41Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação André Luiz Rebello.pdf: 3205651 bytes, checksum: f165b6698707b7e2d72b0cdf74831b2a (MD5) Produto André Rebelo.pdf: 1646879 bytes, checksum: d4074d7354b68eabea1e5ff535bb3943 (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca Central do Valonguinho Biblioteca Central do Valonguinho (bcv@ndc.uff.br) on 2017-10-23T21:33:48Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação André Luiz Rebello.pdf: 3205651 bytes, checksum: f165b6698707b7e2d72b0cdf74831b2a (MD5) Produto André Rebelo.pdf: 1646879 bytes, checksum: d4074d7354b68eabea1e5ff535bb3943 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-23T21:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação André Luiz Rebello.pdf: 3205651 bytes, checksum: f165b6698707b7e2d72b0cdf74831b2a (MD5) Produto André Rebelo.pdf: 1646879 bytes, checksum: d4074d7354b68eabea1e5ff535bb3943 (MD5) / Tomando como referencial teórico a aprendizagem significativa proposta por Ausubel e a epistemologia do conhecimento de Bachelard, nesta dissertação propomos a elaboração de uma metodologia de Ensino mais adequada para o Colégio Estadual Comendador Valentim Dos Santos Diniz (CECVSD). O CECVSD é uma Escola de Nível Médio Integrado, e a metodologia didática proposta partiu das observações relatadas pelos professores, durante as reuniões de planejamento escolar, em que os alunos sinalizavam dificuldades em fazer a ligação entre a teoria, dos conteúdos do ciclo comum, com a sua aplicação prática na parte Profissional Técnica. Essa metodologia didática consiste em uso de experimentos que construímos para apoiar o professor visando contribuir para o melhor aprendizado e formação do aluno. Estes experimentos estão disponibilizados como material didático. / Taking as a theoretical basis learning proposed by Ausubel and Bachelard’s epistemology of knowledge Bachelard in this paper we propose the development of a more appropriate teaching methodology for Commander Valentim Dos Santos Diniz State School (CECVSD). The CECVSD is an integrated secondary level school, and the teaching methodology proposed came from observations reported by teachers during the school planning meetings, in which students signaled difficulties in making the connection between the theory of the common cycle content with its practical application in the Technical Professional by using experiments that were built to support the teacher in order to contribute to better learning and student formation. These experiments are available as teaching material.

Submitted by Larissa Vitoria Cardoso Cusielo (larissavitoria@id.uff.br) on 2018-01-18T17:03:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO-MAURICIO-completa.pdf: 1705194 bytes, checksum: c3366b258d4c49360ee8f93c37bdae71 (MD5) / Rejected by Biblioteca do Aterrado BAVR (bavr@ndc.uff.br), reason: Prezada Larissa, Os campos de autor e afiliação estão incorretos. Att, Eliete on 2018-01-24T16:24:18Z (GMT) / Submitted by Larissa Vitoria Cardoso Cusielo (larissavitoria@id.uff.br) on 2018-03-20T17:35:34Z No. of bitstreams: 3 DISSERTAÇÃO-MAURICIO-completa.pdf: 1705194 bytes, checksum: c3366b258d4c49360ee8f93c37bdae71 (MD5) Produto.MAURICIO.pdf: 3325255 bytes, checksum: 78b16738d169a08fb28f4b6238de0664 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca do Aterrado BAVR (bavr@ndc.uff.br) on 2018-03-20T18:17:36Z (GMT) No. of bitstreams: 3 DISSERTAÇÃO-MAURICIO-completa.pdf: 1705194 bytes, checksum: c3366b258d4c49360ee8f93c37bdae71 (MD5) Produto.MAURICIO.pdf: 3325255 bytes, checksum: 78b16738d169a08fb28f4b6238de0664 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T18:17:36Z (GMT). No. of bitstreams: 3 DISSERTAÇÃO-MAURICIO-completa.pdf: 1705194 bytes, checksum: c3366b258d4c49360ee8f93c37bdae71 (MD5) Produto.MAURICIO.pdf: 3325255 bytes, checksum: 78b16738d169a08fb28f4b6238de0664 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES. / Governo do Estado do Rio de Janeiro. Secretaria Estadual de Educação. Regional Médio Paraíba. Colégio Estadual Honório Lima. / O papel do professor e sua forma de atuar em classe passam pelo desafio de se redefinir numa sociedade onde as tecnologias móveis estão disseminadas e o acesso à informação está ao alcance dos dedos de qualquer jovem. Nesse sentido, propomos em nosso trabalho uma sequência didática, que tem por objetivo utilizar de um ambiente virtual para ensinar as Leis de Ohm, fazendo uso de smartphones ou tablets em classe. O produto desenvolvido nessa dissertação foi a utilização de um ambiente virtual para o ensino de Leis de Ohm no ensino básico. Os dispositivos móveis servem de suporte tecnológico para que se use de simulações do PhET para a Lei de Ohm com o aplicativo Android denominado Física in mãos. Com a observação da simulação os alunos respondem a um questionário e com os dados extraídos podem construir gráficos (de Tensão vs Corrente elétrica, Resistência vs Comprimento e também de Resistência vs Área) com auxílio de outro aplicativo, denominado Vernier Graphical Analysis. Nossa proposta inclui também um questionário de avaliação dos conhecimentos prévios dos alunos acerca de eletricidade. Para avaliação final da sequência é proposto um questionário a ser respondido pelos alunos segundo o método de instrução pelos colegas, de Eric Mazur. Para implementação desse método em nosso produto utilizamos mais um aplicativo, o Plickers, que permite ao professor, com auxílio do smartphone e de placas de respostas distribuídas aos alunos, construir estatísticas das respostas dos alunos. Ao aplicar o produto em turmas do ensino médio de uma escola pública do estado do Rio de Janeiro observamos um comportamento mais participativo e interessado dos alunos, por conta da metodologia que fazia uso das Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs). O papel do professor nesse contexto mudou, deixando de ser de um transmissor para ser um facilitador e mediador entre alunos, conhecimento e meios de aprendizagem. A elaboração do produto teve como fundamento teórico a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel. / The role played by a teacher in class are been challenged and redefined in a society in which mobile technologies are widespread and the access to information is closer to everyone. In this sense, we propose in our work a didactic sequence, which aims to use a virtual environment to teach the Ohm's Laws, using smartphones or tablets in the classroom. The mobile devices serve as technological support for using simulations of PhET for Ohm's Law with the Android application called “Física in mãos”. By observing the simulation the students respond to a questionnaire and with the extracted data they can construct graphs (of Voltage vs Electrical Current, Resistance vs Length and also of Resistance vs Area) with the aid of another application, called “Vernier Graphical Analysis”. Our proposal also includes a questionnaire assessing students' prior knowledge on electricity. As final evaluation of the sequence, we propose a questionnaire to be answered according to the method of peer instruction, by Eric Mazur. To implement this method in our product we use another application, called “Plickers”, which allows the teacher, using the smartphone and the response cards distributed to students, to construct in time statistics of student responses. When applying the product in high school classes of a public school in the state of Rio de Janeiro we observed a more participative and interested behavior of the students, due to the methodology that made use of the TICs. The role of the teacher in this context has changed, from transmitting to mediator between students, knowledge and learning. The elaboration of the product was theoretically based on Ausubel's theory of meaningful learning.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-18T13:48:50Z No. of bitstreams: 1 Gilberto de Holanda Cavalcanti.pdf: 1182532 bytes, checksum: b589348e82a15b341479999f7d400b25 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T13:48:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gilberto de Holanda Cavalcanti.pdf: 1182532 bytes, checksum: b589348e82a15b341479999f7d400b25 (MD5) Previous issue date: 2005-02-28 / This work had as objective to analyze the reasons that take high school physics teachers not to deduce is law of the Universal Gravitation.We had as current hypotheses that this occurred because text books do not present the deduction of this law and because these teachers prepare their its lessons using only didactic material which do not deduce the Law of Universal Gravitation. We have investigated 18 (eighteen) teachers of public and private schools, through the application of a questionnaire with opened questions, wchich allowed to identify didactic books used by these teachers and theirperspectives in relation to the teaching practical. The results pointed out o the unfamiliarity with the deduction of the Law as the main reason for not using it. Moreover, among the ten most cited books the professors, none presented this deduction. On the other hand, we demonstrated that it was possible to deduce the Law of Gravitation by contemplating the hierarchization of physics concepts and principles and then interdisciplinarity with Mathematics, Philosophy and Geopolitics, in accordance with Ausubel”s and Novak”s Theory of significative lerning. Regarding the pupils, despite the valuation given by the majority who had attended the presentation of the deduction, they had little interest for a methodology which dedicated much time to the details, instead of assuming a more pragmatic position similar to the one adopted by pre-vestibular teachers, who try to present the content using questions which appeared in previous vestibular contests, praticing "training" for these contests. Considering these results, we suggest that the research should be to applied pupils of 2nd or 1st series in high school,who are not subjeted to pressures due to vestibular. / Este trabalho teve como objetivo analisar as razões que levam professores de Física do Ensino Médio a não deduzirem a Lei de Newton da Gravitação Universal. Tínhamos como hipóteses que isso ocorria porque os livros-texto atuais não abordam a dedução da Lei da Gravitação Universal e porque os professores preparam suas aulas utilizando apenas livros didáticos e materiais que não deduzem a Lei da Gravitação. Investigamos 18 (dezoito) professores de escolas públicas e privadas, através da aplicação de um questionário com questões abertas, que permitiam identificar os livros didáticos utilizados por esses professores e suas posturas com relação à prática docente. Os resultados obtidos apontaram para o desconhecimento da dedução da Lei como a principal razão de sua não utilização. Além disso, dos dez livros mais citados pelos professores, nenhum apresentava essa dedução. Por outro lado, demonstramos que era possível deduzir a Lei da Gravitação contemplando a hierarquização de conceitos e princípios da Física e sua interdisciplinaridade com Matemática, Filosofia e Geopolítica, de acordo com a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e Novak. Com relação aos alunos, apesar da maioria que assistiu às aulas sobre a dedução da Lei ter valorizado a apresentação da dedução, houve pouco interesse por uma metodologia que dedicava muito tempo aos detalhes, ao invés de assumir uma postura mais pragmática semelhante à dos professores de cursos pré-vestibulares, que tentam trabalhar o conteúdo com questões utilizadas em vestibulares anteriores, transformando-se num verdadeiro “treinamento” para o vestibular. Diante desses resultados, sugerimos que a pesquisa seja aplicada a alunos de 2ª ou 1ª série do Ensino Médio, que não estão sujeitos as pressões dos vestibulares.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-11-01T12:16:09Z No. of bitstreams: 1 Decio da Silva Melo.pdf: 3436754 bytes, checksum: ed292f1abde4a4c0fab847f38c6ab84f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-01T12:16:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Decio da Silva Melo.pdf: 3436754 bytes, checksum: ed292f1abde4a4c0fab847f38c6ab84f (MD5) Previous issue date: 2008-11-03 / The Modern Physics insertion in High School, along with its postulates and theoretical patterns that can’t be practiced or demonstrated, brings additional difficulties to the Physics teaching-learning process. A feasible alternative to minimize the problems consists in carrying out experiments analogue to certain events of the Modern Physics. Another problem consists in the lack of skilled high-school graduated teachers in order to work with the new context. Therefore, the objective of this work was to investigate the construction process of the Relativity of Simultaneity, concept through the use of an experimental apparatus, with students of Physics of Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). Thus, it was chosen the Personal Construct Theory as a methodological-theoretical purpose, and it was developed an experimental appararatus, involving an electronic circuit to control a LED (light-emitting diode), matrix that permits analogies with a light beam behavior interacting with different obstacles. The results showed that the developed experimental pattern was decisive concerning the promotion of cognitive conflicts, making students review their initial concepts and consequently, reorganize them, considering some aspects as: time, distance, constancy of the light speed and events that happen at the same time, which are essential to the purpose concept comprehension; The Relativity of Simultaneity. / A inserção da Física Moderna no Ensino Médio, com seus postulados e modelos teóricos que não podem ser diretamente vivenciados ou demonstrados, trazem dificuldades adicionais para o ensino-aprendizagem de Física. Uma alternativa viável para minimizar os problemas que daí advêm consiste na utilização de experimentos análogos à certos acontecimentos da Física Moderna. Outro problema consiste na falta de preparação dos professores formados para o Ensino Médio para atuarem no novo contexto. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o processo de construção do conceito de Relatividade da Simultaneidade, através do uso de um aparato experimental, com alunos do Curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal Rural de Pernambuco – UFRPE. Para tanto, foi escolhida a Teoria dos Construtos Pessoais como pressuposto teórico metodológico, e foi desenvolvido um aparato experimental, envolvendo um circuito eletrônico para controlar uma matriz de LED (Diodo Emissor de Luz), que permitisse analogias com o comportamento de um feixe de luz ao interagir com distintos obstáculos. Os resultados indicaram que o modelo experimental desenvolvido foi determinante no sentido de promover conflitos cognitivos, que levaram os alunos a reverem suas concepções iniciais e, conseqüentemente, reestruturá-las, considerando alguns aspectos, como: tempo, distância, constância da velocidade da luz e eventos que ocorrem ao mesmo tempo, essenciais para a compreensão do conceito proposto; a Relatividade da Simultaneidade.

This work intended to investigate on the introduction of Modern and Contemporary Physics in High School through a historical approach of Physics, based on researches and reflections. It was investigated if would be possible to teach this new Physics in the first grade of High School. The research was carried out with high school students from two state colleges in the State of Sergipe, one being in the capital and the other in the countryside. The methodology was based on action research, considering the ideas of Barbier (2007) and Franco (2005). For the data analysis, we used the Theory of Critical Thinking from the studies of Ennis (1985), Buiegon and Tarouco (2015) and Tenreiro-Vieira and Vieira (2006). In the activity developed, the students were motivated and mobilized to reflect, question and argue about the history of Albert Einstein. The results showed that it is feasible to use the historical approach in the classroom to stimulate students to study the contents of physics, as well as to work with the theme of modern physics in high school from its historical context. / Neste estudo pretendeu-se investigar sobre a inserção da Física Moderna e Contemporânea no Ensino médio por meio da abordagem histórica da Física, com base em pesquisas e reflexões sobre essa temática. Buscou-se pesquisar se é possível ensinar sobre essa nova Física na primeira série do Ensino Médio. A pesquisa foi desenvolvida com alunos do Ensino Médio de dois colégios públicos estaduais do Estado de Sergipe, sendo um localizado na capital sergipana e o outro no sertão sergipano. A metodologia foi fundamentada na pesquisa-ação, considerando as ideias de Barbier (2007) e Franco (2005). Para análise dos dados nos debruçamos sobre a Teoria do Pensamento Crítico a partir dos estudos de Ennis (1985), Buiegon e Tarouco (2015) e Tenreiro-Vieira e Vieira (2006). Nas atividades desenvolvida, os alunos foram motivados e mobilizados a refletir, questionar e argumentar sobre a história de Albert Einstein. Os resultados mostraram que é viável usar a abordagem histórica em sala de aula de maneira a estimular os alunos a estudarem os conteúdos da física, como também é possível trabalhar com a temática Física Moderna no ensino médio a partir do seu contexto histórico.

Orientador: Prof. Dr. José Kenichi Mizukoshi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, 2017. / Quando discutimos a problemática do ensino da Física no Brasil, um dos fatores que contribuem com o fracassso na aprendizagem é o desinteresse dos alunos por esta disciplina. É bem possível que isso ocorra por falta de estímulos aos alunos, visto que muitas vezes a Física é vista como uma disciplina onde se tem fórmulas decoradas que devem ser usadas para resolver problemas articiais, de forma a prepará-los para o vestibulares. Na tentativa de contribuir para a melhoria desse cenário, criamos vídeos que exploram a Física presente em aparelhos do cotidiano. É uma proposta que, embora tímida, se trabalhada corretamente pode trazer benefícios signicativos às aulas de Física. Pautada na teorica de aprendizagem de Ausubel e necessidade de se trazer novas ferramentas tecnol ógicas para o ensino, procurou-se desenvolver um objeto potencialmente signicativo para os alunos, que pudesse aproximar a Física dos alunos. Através desses vídeos, conceitos físicos podem ser discutidos de forma clara, objetiva e prática, complementando o conteúdo trabalhado em sala de aula, deixando-o menos abstrato. Utilizando-se uma linguagem jovial e descontraída, os vídeos estão disponibilizados num canal do Youtube, o que faz com que o acesso a eles seja bastante fácil, mesmo em escolas com limitados recursos tecnológicos e de informática. / When we discuss problems in teaching physics in Brazil, one of the factors that contribute to the failure in learning is the students' lack of interest in this discipline. It is quite possible that this occurs due to the decit of stimulus to the students, since many times the Physics is seen as a discipline where the memorized formulas must be used to solve articial problems, with the purpose to prepare the students for the college entrance examination. In an attempt to contribute to the change in this scenario, we create videos that explore the Physics present in the everyday appliances. It is a proposal that, although seems modest, could bring signicant benets to the Physics classes, provided that they are correctly used. Based on the learning theory of Ausubel and the necessity to bring new technological tools for teaching, we attempted to develop a potentially meaningful teaching object to the students, that is able to bring Physics closer to them. Through these videos, Physics concepts can be discussed in a clear, objective and practice ways, complementing the contents worked in the classroom, by making those concepts less abstract. Using a youthful and casual language, the videos are available on a Youtube channel, which makes the access to them quite easy, even in schools with a limited resources in technology and computers.