Acompanha: O mundo nanométrico / A presente dissertação aborda a inserção de um tópico de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Fundamental II, mais especificamente, a produção, caracterização e aplicação de nanopartículas, no contexto da Nanociência e Nanotecnologia (N&N). Foi utilizado o referencial da Transposição Didática, tendo em vista o processo que encadeia a ciência desenvolvida pelo cientista, o “saber sábio”, e o “saber ensinado”, aquele tratado educacionalmente em sala de aula. Este movimento também articula saberes interdisciplinares, envolvendo aspectos das ciências exatas e da natureza (física, química, biologia), saúde e ciências humanas. Deste modo, o trabalho consistiu em diversas etapas: 1- realizar uma investigação com respeito à presença da N&N em eventos da área de Ensino e revistas nacionais e internacionais; 2- analisar o tratamento dado para a N&N em livros didáticos do Ensino Médio e Fundamental II; 3- produzir um e-book interativo sobre N&N e 4- utilizar o material em sala de aula, incluindo realizar a avaliação das impressões causadas nos estudantes. Além da produção de um material didático inédito, os resultados obtidos revelam que a unidade didática despertou o interesse dos estudantes e mobilizou seu engajamento com o tema. Os resultados também mostram que os estudantes compreendem a natureza multidisciplinar da Nanociência e da Nanotecnologia, incluindo seu processo de constante construção de conteúdos científicos, bem como sua importância para o desenvolvimento tecnológico. / This thesis deals with the inclusion in Elementary Education of Modern and Contemporary Physics, more specifically, the production, characterization and application of nanoparticles, in the context of Nanoscience and Nanotechnology (N&N). Special attention is given to the importance of “didactic transposition” which refers to the transformations undertaken by a body of knowledge from “scholarly knowledge”, which is produced in academia, to “taught knowledge”, which is actually taught at schools, in real classrooms. In this process, Interdisciplinarity should be pointed out as an important element, considering the diverse aspects of science, including physics, chemistry, biology, health, and humanities, that are involved in and are related to N&N. Thus, our research comprises four steps: 1. an investigation on how N&N themes are presented in journals related to Physics/Science Education; 2- the analysis of didactic books used in Brazilian secondary education, regarding N&N; 3- the design and production of N&N teaching material (an interactive e-book); 4- classroom application of the developed e-book, including the assessment of students’ opinions about the educational resource. In summary, we have developed an open educational resource to address the didactic transposition of N&N. In addition, the results obtained reveal that the e-book was efficient to arouse student’s interest towards N&N, and mobilized their engagement with the topic. The results also show that students understand the multidisciplinary nature of N&N, including its importance to technological development.

Acompanha: Entendendo a radioatividade com a ajuda do Watchmen / Esta pesquisa utiliza as histórias em quadrinhos das séries “Watchmen” e “Before Watchmen - Dr. Manhattan” como base para ensinar física com enfoque CTS, levando em consideração a interdisciplinaridade da linguagem da arte sequencial. As revistas selecionadas inter-relacionam conteúdos referentes a física, história, sociologia, filosofia e arte em uma narrativa que gira em torno da física atômica, fazendo assim com que possam ser utilizadas como ferramenta para fazer um primeiro contato entre alunos e conteúdo e assim aumentar o engajamento. Esta pesquisa objetiva buscar informações para a elaboração de um material didático na forma de histórias em quadrinhos para o ensino de física, para isso utiliza-se de textos de diversos autores como Kakalios e Will Eisner, além de questionários e da matriz dialógica problematizadora. / This research uses the comics from the series “Watchmen” and “Before Watchmen Dr. Manhattan” as a base to teach physics with and enphasis on STS, considering the interdisciplinarity of the sequential arts, which on the selected comics interrelates subjects referring to physics, history, sociology, philosophy and art in a narrative that revolves around atomic physics, making it possible to use it as a tool for a first contact between the students and the subject as a way to increase the students engagement when studying physics with an enphasis on STS, specially on subjects concerning modern physcis. This research presents an history of the uses of comic books in teaching, historic reports concerning the dangers that a lack of information and the scarcity of a education focused on STS can cause when populations interact with radioactive technological artifacts.

Acompanha: Ciência e arte na sala de aula e atividades / Este trabalho se propôs a repensar o ensino de alguns tópicos da óptica a partir das relações entre ciência e arte, entendidas como expressões humanas inseparáveis e instrumentos de compreensão do mundo. O referencial teórico possibilitou reflexões sobre o processo ensino-aprendizagem, sobre as relações entre Ciência a Arte como áreas do conhecimento humano construídas sócio historicamente e sobre o papel da criatividade e da imaginação no ensino de ciências. Baseando-se nestas relações, foi desenvolvida uma unidade didática alternativa para transposição de conceitos da óptica geométrica no ensino médio. A intervenção teve como concepção norteadora a pedagogia dialógico-problematizadora de Paulo Freire e se utilizou dos três momentos pedagógicos Estudo da Realidade, Organização do Conhecimento e Aplicação do Conhecimento, que são proposição dos pesquisadores J.A. Angotti e D. Delizoicov. Foi desenvolvida em três etapas e envolveu seis turmas de três colégios estaduais em Curitiba. O tema gerador foi a Arte Urbana (especialmente o grafite), presente no universo dos nossos educandos. A discussão gerada abordou o conceito de Ciência e a problematização foi feita utilizando-se a tela “An Experiment on a Bird in the Air Pump” (1766), de Joseph Wright of Derby. A estratégia de pesquisa foi do tipo observação participante e o tratamento de dados pelo método comparativo constante. Os dados foram obtidos no estilo cooperativo e a categoria geral definida para análise foi a das “Perspectivas tidas pelos sujeitos”, pois esta é consoante com a concepção freiriana de educação centrada nos sujeitos envolvidos e suas vivências. A pesquisa possibilitou concluir que são promissoras as possibilidades de incrementar o ensino de Física numa abordagem que busque reflexão sobre o papel da Ciência na construção coletiva e histórica do conhecimento, enriquecida pelas suas relações com a Arte; tanto na dimensão pedagógica quanto na acadêmica de pesquisa. / A summary of the stages of a qualitative research on Education, developed at UTFPR, Brazil, is presented. The purpose of this work is to rethink Education on some topics of Optics, on the basis of the relationship between Science and Art, which are understood here as inseparable human expressions and representations of the world. Based on this relationship, an alternative didactic unit was developed, aiming the transposition of concepts on Geometrical Optics in high school. The intervention was based on the dialogical and problem-posing approach due to Paulo Freire, and it was applied to six classes at three State high schools in Curitiba. The generative theme was Street Art, ubiquitous in the universe of students. The generated discussion involved the concept of Science and questioning was made using the painting “An Experiment on a Bird in the Air Pump”, by Joseph Wright of Derby (1766). The research strategy was participant observation, and data were processed by constant comparative method. The data were obtained from the cooperative style and the general category set for analysis was that of “Perspectives taken by subject”, since this is consonant with the Freirian conception for education centered on the involved subjects and their experiences. The research made it possible to conclude that the possibilities are promising to increase the teaching of Physics in an approach that aims to reflect on the role of science in building collective and historic knowledge, enriched by their relationships with art; both in pedagogical and academic research.

Acompanha: Procedimento para o uso do Tracker como objeto de ensino, suas potencialidades e dificuldades para aprendizagem de física no ensino médio / Nessa dissertação investiga-se o processo de ensino-aprendizagem empregando um objeto de ensino, o aplicativo conhecido como Tracker, que utiliza recursos tecnológicos, através do vídeo análise, a fim de favorecer a interação entre os experimentos de laboratório de física com recursos de imagens e vídeo. Esta pesquisa fundamentou-se em autores como David Ausubel, Carl Rogers, Marco Antônio Moreira, Pozo e Crespo. Esta pesquisa teve como objetivo verificar a importância das atividades utilizando os recursos do aplicativo e a mediação na aplicação das atividades desenvolvidas com os alunos da primeira série do ensino médio. Participaram deste trabalho professores do ensino médio e alunos da primeira série do ensino médio da escola Marista Santa Maria. No intuito de verificar se houve indícios de aprendizagem significativa no conteúdo relacionado ao lançamento horizontal de projétil, aplicou-se uma avaliação sobre as propriedades envolvidas neste conteúdo antes e após o uso do Tracker. A partir dos resultados obtidos, fez-se uma comparação entre o conhecimento que os estudantes tinham antes e o conhecimento adquirido após o seu uso, verificando então, que através das atividades desenvolvidas, podemos perceber indícios de aprendizagem significativa em relação ao conteúdo descrito. Nessa pesquisa observamos que a mediação do professor no processo de aplicação do Tracker foi fundamental para o resultado obtido. / This dissertation investigates the process of teaching and learning using a teaching object, the application called Tracker, which uses technological resources, through video analysis, in order to facilitate the interaction between physics laboratory experiments with imaging capabilities and video. This research was based on authors such as David Ausubel, Carl Rogers, Marco Antonio Moreira, and Pozo Crespo. This research aimed to evaluate the importance of activities using the application's features and mediation in the implementation of activities with the students of the first year of high school. In this work high school teachers and students of the first grade of high school of the Marist Santa Maria school. In order to verify if there was significant evidence on learning content related to horizontal launch projectile, an evaluation was applied on the properties involved in this content before and after using the Tracker. From the results obtained, there was a comparison of the knowledge that students had before and the knowledge gained after use, checking so that through the activities developed, we can see significant learning signs regarding the described content. In this research we observed that the mediation of the teacher in the Tracker application was fundamental to the result obtained.

Acompanha: Raciocinal e empírico: caderno pedagógico / Este trabalho trata de uma pesquisa qualitativa sobre a mediação de roteiros no ensino-aprendizagem do experimento da segunda lei de Newton. Iniciamos a pesquisa com uma análise documental sobre a demanda histórica, procurando diagnosticar a produção de roteiros da segunda lei nos últimos 50 anos, baseados nos arquivos históricos do Colégio Estadual do Paraná, os resultados da investigação bibliográfica mostraram que não existiu evolução didático-metodológica em relação as orientações para a execução das práticas experimentais em torno da segunda lei de Newton. Mesmo com a evolução tecnológica e instrumental dos laboratórios já interfaceados com fotogates e computadores, os roteiros ainda privilegiam uma concepção de ensino tradicional de ciência altamente reprodutivista. Concluímos que desde os projetos como o PSSC (MIT), o de Harvard e outros que tinham uma base tecnicista e que propunham o aprendizado de Física tornando os estudantes pequenos cientistas, e que proporcionou aos estudantes muita habilidade motora e uma aprendizagem automatizada e, acabou negligenciando a parte cognitiva presente no processo entre observações e fatos, ao nosso ver isso corrobora com uma concepção de ensino de divulgação de ciência no estilo panfleto. Para nos auxiliar neste problema buscamos principalmente os estudos de Gaston Bachelard, Paulo Freire, Thomas S. Kuhn, Ian Hacking, Neill Postman e Kim Vicente. Problema delimitado propomos uma possível modificação do roteiro da segunda lei de Newton com uma sequência de atividades experimentais com plano de fundo de uma lei ou teoria associado à ciência normal no sentido de Kuhn, no qual os estudantes são provocados em resolver quebra-cabeças, propostos na problematização do roteiro promovendo uma possibilidade de entrelaçamento entre teoria e a prática, valorizando aspectos racionais e empíricos, de forma de aproximação, de tensão conciliadora e de retroalimentação. No método experimental artesanal e tecnológico associado a contextos e problematizações, apostamos na especulação complexa do aparelho experimental e das entidades da física relacionadas com a lei fundamental dos movimentos, com a intencionalidade da especialização na utilização dos aparelhos e do aumento do realismo científico das entidades manipuladas pelos estudantes. Como principais resultados que verificamos pela comparação de representações dos estudantes em questionários aplicados antes e depois da sequência de atividades, apontamos aspectos de uma evolução em maior ou menor grau do gênero de raciocínio associado à cultura do laboratório, com indícios de uma possível evolução do perfil epistemológico dos estudantes em relação as entidades da física manipuladas, através do aparelho experimental e dos elementos articuladores, entre eles o cálculo, no manuseio da linguagem físico matemática. / This assignment is a qualitative research on mediation scripts in the teaching- learning experiment of Newton's second law. We started the research with documentary analysis of the historical demand, looking diagnose the production of script about second law on last fifty years, based on the historical archives of the Colégio Estadual do Paraná. The results of the literature search showed that there was not didactic-methodological, development in relation the guidelines for execution of experimental practices around Newton's second law. Even with the technological and instrumental development of laboratories already interfaced with photogates and computers, the scripts still prefer a traditional school design highly reproductivist science. We conclude from since the projects as the PSSC (MIT), of the Harvard and others, who had a technical basis and that the proposed Physical learning becoming the students in little scientists. And which provided students with a lot of motor skills and an automated learning and, finishes up neglecting the cognitive part of this process between observations and facts, in our view this confirms a science of dissemination of teaching design in the pamphlet style. To help us in this problem we sought studies of Gaston Bachelard, Paulo Freire, Thomas S. Kuhn, Ian Hacking, Neill Postman and Kim Vicente. With the delimited problem, we propose a possible modification of the script of Newton's second law, with a series of experimental activities with the background plan of a law or theory associated with normal science in Kuhn's sense, in which students are challenged to solve puzzles. Problematized in script with a chance of entanglement between theory and practice, valuing rational and empirical aspects, promoting his approach, tension and feedback. In experimental method associated with contexts and problematizations, handmade and with technology, we bet on complex speculation, of the experimental apparatus and of the physical entities related to the fundamental law of motion, with the intentionality of the specialization in the use of equipment and the increase of the realism scientific of the manipulated entities by students. The main results that we see by comparing representations of students in questionnaires before and after the sequence of activities. We point out aspects of an evolution to a greater or lesser degree, gender of reasoning associated with the laboratory culture, with indications of a possible evolution of the profile epistemological of students regarding the physical entities manipulated by the experimental apparatus and the joint by calculation with the handling of physical mathematical language.

Acompanha: Ficha instrumental para o uso de filmes em sala de aula / O Cinema enquanto forma de representar e perceber o mundo e o homem, além de importante linguagem artística, tornou-se elemento determinante para a comunicação de massa do século XX. Como tal passou a se apropriar das diferentes áreas do conhecimento, no intuito de criar roteiros e narrativas que aproximassem a poética artística cinematográfica dos fenômenos cotidianos da natureza e da existência humana, aproximando a Arte Cinematográfica de uma suposta realidade. Essa relação permite a criação de filmes que, além do puro e simples entretenimento, possibilitam o seu uso nas mais diferentes formas de aprendizagem. A partir dessa perspectiva, essa pesquisa teve como principal objetivo, desenvolver e apresentar uma proposta, na qual o Cinema de entretenimento, se configure como um instrumental para o ensino de Física e da História da Ciência. Para tanto foram utilizados os filmes Anjos e Demônios (Angels & Demons - 2009) e O Nome da Rosa (The Name of the Rose - 1986), filmes de entretenimento, sucessos de público e que apresentam entre seus temas principais a História da Ciência e as relações entre Ciência e Religião. Cada um dos filmes trabalha narrativas que envolvem o Conhecimento Científico. Essa pesquisa propõe que o Cinema seja entendido em sala de aula como uma linguagem artística, com suas especificidades e não como uma simples forma complementar para um tema ou um conteúdo. Nossa proposta está centrada numa análise fílmica que apresenta a obra cinematográfica como um instrumento de aprendizagem da Ciência, em especial, da História da Ciência. Assim, metodologicamente, a pesquisa ocorreu a partir de dois eixos principais: a análise fílmica a partir da teoria apresentada por Erwin Panofsky em seu livro Significado nas Artes Visuais (2007), denominado metodologia panofyskiana, iconológico ou histórico social e o estudo historiográfico na História da Ciência, apresentado pelo professor Ubiratan D’Ambrósio (2004). A pesquisa contribui, de forma inédita, para que o Cinema ou filmes feitos para o Cinema, possam ser entendidos como linguagem artística que possibilita aos atores envolvidos num processo de Ensino e Aprendizagem, usufruir dos recursos dessa linguagem como instrumento didático pedagógico para as aulas de Física ou Ciências. / The Cinema as a way of represent and perceive the world and the man, besides important artistic language, became determining factor for mass communication of the twentieth century. As such, it started appropriate of the different areas of knowledge, in order to create scripts and narratives that approximate the cinematographic artistic poetics of the everyday phenomena of the nature and human existence, approaching the Cinematographic Art of a supposed reality. This relation allows the creation of movies that, besides of pure and simple entertaning, make it possible to use them in different forms of learning. From this perspective, this research had as a main purpose, develop and submit a proposal in wich the entertainment Cinema be an instrument of teaching Physics and the History of Science. For this purpose, the movies Angels and Demons (2009) and The Name of the Rose (1986), entertainment movies, audience hits that present among their main themes the History of Science and the relations between Science and Religion. Each one of the movies works narratives that involve the Scientific Knowledge. This research proposes that the Cinema be understood in the classroom as an artistic language, with their specificities and not as a simple complementary form to a theme or a content. Our proposal focuses on film analysis that present the cinematographic work as a Science learning tool, in particular, the History of Science. So, methodologically, the research occurred from two main axes: the film analysis from the presented theory by Erwin Panofsky in his book Meaning in the Visual Arts (2007), denominated Panofsky method, iconological or social history and the historiographic study in the History of Science, presented by the professor Ubiratan D’Ambrósio (2004). The research contributes, in a inedited way, so that the Cinema or movies made to the Cinema can be understood as an artistic language that make it possible to the subjects involved in the process of Teaching and Learning to use the resources of language as pedagogical and didactic instrument for the classes of Physics or Sciences.

Acompanha: Proposta didática: a robótica educacional como ferramenta metodológica no processo ensino-aprendizagem: uma experiência com a segunda lei de Newton no ano final do ensino fundamental, p. 92. / As tecnologias, no decorrer da história, têm apoiado e ressignificado os diferentes processos de ensino-aprendizagem, ao mesmo tempo em que são influenciadas por esses processos. A robótica educacional, assim como os mais recentes recursos didático-tecnológicos, abre novas possibilidades educacionais, e estas possibilidades são exploradas neste trabalho. A partir de uma pedagogia empírica, uma análise da interferência do uso da robótica educacional na aprendizagem do conhecimento científico foi realizada em alunos da série final do ensino fundamental em uma escola municipal de Curitiba. Baseando-se na teoria Construcionista de Seymour Papert derivada, principalmente, da noção de Piaget de que conceitos abstratos podem ser aprendidos a partir da investigação exploratória com as mãos, a busca de indícios dessa aprendizagem ocorreu através de aulas práticas de montagem e programação de robôs (LEGO® Mindstorms NXT) e simulações de situações reais, interpretações da natureza e transposição conceitual. O escopo deste trabalho foi investigar as contribuições da robótica educacional na formação de subsídios para a cognição da segunda lei de Newton e suas aplicações. Como deve ser a metodologia de uma aula de Física no ensino fundamental com a introdução da robótica educativa? Essa ferramenta pode ser usada nesse contexto do cotidiano escolar? Os resultados apontam esse recurso como uma ferramenta bastante útil no processo de ensino-aprendizagem do conteúdo proposto, uma metodologia dinâmica e o fator motivacional dos estudantes bastante elevado. / Technologies, throughout history, have supported and reframed the different processes of teaching and learning at the same time they are influenced by these processes. The educational robotics, as well as the latest educational and technological resources, opens up new educational possibilities, and these possibilities are explored in this work. From an empirical pedagogy, an analysis of the interference of the use of educational robotics in the learning of scientific knowledge students was held in the final series of elementary education in a public school in Curitiba. Based on the theory of Constructivist Seymour Papert derived mainly from Piaget's notion that abstract concepts can be learned from the exploratory research with hands, to look for evidence that learning occurred through practical lessons assembly and programming of robots ( LEGO ® Mindstorms NXT ) and simulations of real situations, interpretations of nature and conceptual transposition. The scope of this work was to investigate the contributions of educational robotics in training grants for cognition of Newton's second law and its applications. How should the methodology of a physics class in elementary school with the introduction of educational robotics? This tool can be used in the context of everyday school life? The results show this feature as a useful tool in the teaching - learning content proposed a methodology and dynamic motivational factor for students quite high.

Acompanha: (1) Material de apoio relacionado ao experimento da carga/massa do elétron: ensino de física moderna e contemporânea baseado em atividades de laboratório mediadas pela utilização de um software de análise e modelagem; (2) Material de apoio relacionado ao experimento da difração de elétrons: ensino de física moderna e contemporânea baseado em atividades de laboratório mediadas pela utilização de um software de análise e modelagem; (3) Material de apoio relacionado ao experimento de Millikan: ensino de física moderna e contemporânea baseado em atividades de laboratório mediadas pela utilização de um software de análise e modelagem. / Este trabalho visa a utilizar a videoanálise para dar suporte a experimentos de Física Moderna, com a intenção de torná-los disponíveis à comunidade, por meio de um Recurso Educacional Aberto (REA). A Física Moderna e Contemporânea (FMC) está cada vez mais presente nas discussões referentes ao ensino de física, assim como nas tecnologias que nos rodeiam. Professores e estudantes, em geral, têm acesso a instrumentos que possibilitam interações entre os conteúdos vistos em sala de aula e sua contextualização ou utilização no dia-a-dia. Nesse contexto, destacam-se os computadores e softwares para análise e tratamento de dados, que trazem possibilidades de incrementar o interesse pelas aulas. O programa Tracker dá suporte à realização de experimentos de física através da gravação de vídeos. Assim, é possível conceber atividades experimentais, realizar medidas e obter dados e gráficos por meio do software, o que possibilita trabalhos que unem a física moderna aos instrumentos tecnológicos, em sala de aula, permitindo que esses dois eixos de pesquisa que estão em evidência cooperem para o processo de ensinoaprendizagem. Os REA desenvolvidos aproximam nosso trabalho de movimentos internacionais que visam a proporcionar o acesso, uso e reuso a materiais de ensino de qualidade, licenciados de maneira aberta. Para isso, foram produzidos vídeos associados a três experimentos fundamentais de Física Moderna: experimento da gota de óleo de Millikan; experimento de carga/massa do elétron; e experimento de difração de elétrons. Os vídeos foram analisados com o Tracker e postos na internet, à disposição da comunidade, sob uma licença Creative Commons. Foram elaborados tutoriais detalhados, para nortear o uso dos materiais em sala de aula, além de uma parte destinada a exploração pelos próprios estudantes, na forma de um “faça você mesmo”. Em complemento ao desenvolvimento do produto, também foi realizada pesquisa de validação do material, caracterizada pela aplicação de questionários para professores e estudantes. A análise das respostas e dos dados obtidos ocorreu de maneira qualitativa, de acordo com referenciais da área de Ensino. / This work aims at the development of Open Educational Resources (OER) for the teaching of Modern Physics experiments, based on video-analysis. Modern Physics teaching strategies constitute an important theme amongst the physics education community, mainly due to the ubiquitous presence of Modern Physics in technologies that surround us. In fact, in their everyday life, teachers and students have wide access to technologies that allow them to establish connections between classroom contents and their applications. In this context, we highlight the use of computers and data analysis software, which bring about wide possibilities to overcome the monotony of science classes. Tracker is a software that constitutes an important video-analysis tool, which was developed for physics teaching based on video recording of experiments. It facilitates the design of laboratory and experimental activities, including data collection and graph preparation. Therefore, Tracker serves as a platform to integrate both Modern Physics teaching and technological tools in the classroom, bringing together two research pillars in Physics Education (Modern Physics and the use of Technology). The OER was developed in accordance to international trends in open source technologies, and it comprises videos related to three fundamental experiments in Modern Physics: Millikan’s oil drop experiment; electron charge-to-mass ratio experiment; and electron diffraction experiment. The videos were analyzed with Tracker and posted in the Internet, under a Creative Commons license. Detailed tutorials were also developed in order to facilitate in-classroom use of the materials. In addition, validation of the OER was also performed through questionnaires responded by teachers and students who used the developed material. Modern and contemporary physics teaching based on laboratory activities mediated by video analysis-and-modelling software.

Esta pesquisa verifica a possibilidade de uso das Tecnologias da Informação e Comunicação, baseados em tecnologias livres, no estudo das leis de conservação no ensino médio, de proporcionar aprendizagem significativa, de acordo com o referencial de Ausubel. Quatro atividades foram elaboradas, usando a técnica de videoanálise, e realizadas por alunos dos segundos anos do ensino médio no Colégio da Polícia Militar do Paraná, durante o ano de 2013. Ao longo do desenvolvimento das atividades, percebeu-se claramente uma grande evolução na qualidade das respostas dos alunos, que pode ser percebida pela extensão das respostas, pela riqueza do vocabulário e pela construção da argumentação para sustentar um certo ponto de vista. As atividades propostas se mostraram capazes de proporcionar indícios de aprendizagem significativa. Estas atividades também mostram a possibilidade de dar às aulas de física uma extensão maior, contribuindo na superação de alguns dos novos desafios do ensino de física, como as competências e habilidades exigidas pelo ENEM, que vai além de uma visão baseada simplesmente em conteúdos. / This research investigates the possible use of Information Technology and Communication, based on open technologies and the study of conservation laws in secondary education, providing meaningful learning, using Ausubel as reference. Four activities were executed using the Video Review technique, and performed by students on second grade of high school at Military Police of Paraná High School during the year of 2013. Throughout the development of the activities, it was clearly demonstrated a major evolution of the quality of student’s responses, which can be determined by the extent of the responses, the improvement on the vocabulary and the construction of arguments to support a certain point of view. As a result, the proposed activities showed evidence of meaningful learning. These activities also showed the possibility of extending the physics lessons beyond technical skills and reaching other areas of learning, such as the skills and abilities required by ESMS, which goes beyond a vision based simply on the subject content.

Acompanha: O mundo nanométrico / A presente dissertação aborda a inserção de um tópico de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Fundamental II, mais especificamente, a produção, caracterização e aplicação de nanopartículas, no contexto da Nanociência e Nanotecnologia (N&N). Foi utilizado o referencial da Transposição Didática, tendo em vista o processo que encadeia a ciência desenvolvida pelo cientista, o “saber sábio”, e o “saber ensinado”, aquele tratado educacionalmente em sala de aula. Este movimento também articula saberes interdisciplinares, envolvendo aspectos das ciências exatas e da natureza (física, química, biologia), saúde e ciências humanas. Deste modo, o trabalho consistiu em diversas etapas: 1- realizar uma investigação com respeito à presença da N&N em eventos da área de Ensino e revistas nacionais e internacionais; 2- analisar o tratamento dado para a N&N em livros didáticos do Ensino Médio e Fundamental II; 3- produzir um e-book interativo sobre N&N e 4- utilizar o material em sala de aula, incluindo realizar a avaliação das impressões causadas nos estudantes. Além da produção de um material didático inédito, os resultados obtidos revelam que a unidade didática despertou o interesse dos estudantes e mobilizou seu engajamento com o tema. Os resultados também mostram que os estudantes compreendem a natureza multidisciplinar da Nanociência e da Nanotecnologia, incluindo seu processo de constante construção de conteúdos científicos, bem como sua importância para o desenvolvimento tecnológico. / This thesis deals with the inclusion in Elementary Education of Modern and Contemporary Physics, more specifically, the production, characterization and application of nanoparticles, in the context of Nanoscience and Nanotechnology (N&N). Special attention is given to the importance of “didactic transposition” which refers to the transformations undertaken by a body of knowledge from “scholarly knowledge”, which is produced in academia, to “taught knowledge”, which is actually taught at schools, in real classrooms. In this process, Interdisciplinarity should be pointed out as an important element, considering the diverse aspects of science, including physics, chemistry, biology, health, and humanities, that are involved in and are related to N&N. Thus, our research comprises four steps: 1. an investigation on how N&N themes are presented in journals related to Physics/Science Education; 2- the analysis of didactic books used in Brazilian secondary education, regarding N&N; 3- the design and production of N&N teaching material (an interactive e-book); 4- classroom application of the developed e-book, including the assessment of students’ opinions about the educational resource. In summary, we have developed an open educational resource to address the didactic transposition of N&N. In addition, the results obtained reveal that the e-book was efficient to arouse student’s interest towards N&N, and mobilized their engagement with the topic. The results also show that students understand the multidisciplinary nature of N&N, including its importance to technological development.