Em nossas escolas a relação ensino-aprendizagem, na maioria das vezes, restringe-se à tentativa de atingir o objetivo dos alunos obterem grau suficiente para serem aprovados no final do ano, sem haver maior preocupação com a aprendizagem significativa e contextualizada dos conteúdos ensinados, e com a interação social que promova a discussão dos assuntos estudados. Apresentamos uma proposta de ensino utilizando o radioamadorismo como tema motivador, em uma tentativa de melhor qualificar o aprendizado de Física. Adotamos como referencial as teorias de aprendizagem significativa, de David Ausubel, e da interação social, de Lev Vygotsky. O projeto, a montagem de uma estação radioamadora para fins educacionais, em especial para o ensino da Física, foi aplicado no segundo semestre de 2010, com a participação voluntária de alunos da série final do ensino fundamental e das três séries do nível médio do Colégio Militar de Porto Alegre, na modalidade ensino extracurricular, no contraturno do horário regular das aulas. É apresentado um relato da experiência e dos resultados alcançados, além de um texto-guia facilitador do professor que se interessar em reproduzir experiência semelhante. / In our schools, the teaching-learning relationship, in most cases, is limited to the attempt of achieving the students approval at the end of the year, with no concern about meaningful and contextual learning and the social interaction that promotes discussion of the physics content. We present a proposal to physics education by using ham radio as a motivational theme. We adopt the theories of meaningful learning, by David Ausubel, and social interaction, by Lev Vygotsky. The project, the assembling of a ham radio station for educational purposes, particularly in physics, was applied in the second half of 2010, with voluntary participation of high school students from Colégio Militar de Porto Alegre, in the form of extracurricular education at the opposite turn of their regular classes. It is presented a report of the experience and its outcomes, as well as a guide for the teacher interested to replicate a similar educational experience.

O objetivo deste trabalho foi estruturar uma unidade didática, para o ensino de dinâmica, fundamentada na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, com a utilização das Tecnologias da Informação e Comunicação. O estudo envolveu 26 alunos ingressantes do Curso Técnico Integrado em Informática do Campus Bagé do Instituto Federal Sul-rio-grandense (IFSul), cuja estrutura curricular prevê, para o primeiro semestre, o estudo de Dinâmica. Elaboramos uma proposta didática que abordou a relação newtoniana entre força e movimento, com ênfase nos seus aspectos conceituais, diferentemente das abordagens presentes nas atuais sequências didáticas que privilegiam os aspectos matemáticos. Metodologicamente, as aulas foram distribuídas em 11 encontros de três horas-aula cada, com a utilização de um teste de concepções alternativas, um texto envolvendo alguns aspectos históricos da relação newtoniana entre força e movimento e planejamento de aulas com guias de atividades baseados na utilização do software Modellus, do software Tracker e de alguns experimentos. Um questionário foi construído para que os alunos pudessem opinar sobre nossa proposta. Todos esses recursos didáticos constituem o produto educacional desta dissertação. A análise dos resultados da aplicação inicial e final do teste indica uma evolução positiva dos escores do pré-teste para o pós-teste, evidenciada por uma diferença estatisticamente significativa entre as respectivas médias. A análise qualitativa dos dados mostra que houve, em relação a muitos objetivos de aprendizagem, avanço em direção aos conceitos científicos, com superação, pelos alunos, das concepções alternativas da relação newtoniana entre força e movimento. Nesse sentido, os resultados sugerem, para futura aplicação, algumas adaptações no material desenvolvido a fim de propiciar, para alguns objetivos de aprendizagem, maior aproximação dos conceitos cientificamente aceitos para a relação newtoniana entre força e movimento. Por fim, a análise do questionário evidenciou que o uso do computador pode ser considerado, pelos alunos, como uma ferramenta útil, desde que associada a outros fatores, como uso de experimentos e interação com o professor. / The purpose of the present work was to structure a teaching unit, for the teaching od dynamics, based on Ausubel‟s meaningful learning theory, with the usage of Communication and Information Technologies. The study involved 26 freshmen students in the Computing Integrted Technical Course at the Bagé Campus of the Instituto Federal Sul-rio-grandense (Sul-rio-grandense Federal Institute), whose curriculum provides, for this initial semester, the study of Dynamics. We elaborated a teaching proposal which approached the Newton‟s postulate between strong and movement, with emphasis on its conceptual aspects, rather mathematical aspects existing in the current curriculum programs. Methodologically, the classes were distributed in 11 three-hour-class meetings each, with the usage of a test of alternative conceptions, a text involving some historical aspects of the Newton‟s postulate between strong and movement and class planning with guidelines for the activities based on the usage of the software Modellus, the software Tracker and of some experiments. A questionnaire was developed so that the students could give their opinion concerning our proposal. All these teaching resources set the educational product of this dissertation. The analysis of the results of the initial and final test application indicates a positive evolution of the scores from the pre test to the post test, highlighted by a statistically meaningful difference between the respective averages. The data qualitative analysis shows that there was, in terms of several learning purposes, an advance towards the scientific concepts overcoming the alternative conceptions of the Newton‟s postulate between power and movement. Therefore, the results suggests that, for future application, some adaptations are made in the material developed in order to provide, for some learning purposes, a closer approach to the scientifically accepted concepts for the Newton‟s postulate between strong and movement. Finally, the questionnaire analysis highlighted that the computer use may be considered, by the students, as a useful tool as long as it is associated to other factors, such as the use of experiments and interaction with the teacher.

Na presente tese de doutorado, apresentamos nossas investigações acerca do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF) enquanto dispositivo de política pública de formação continuada de professores. O desenvolvimento de nossa pesquisa foi fundamentado na articulação dos quadros conceituais da Sociologia da Ação Pública e da Filosofia da Linguagem do Círculo de Bakhtin. Nessa perspectiva, nosso esquema geral de investigação consistiu na análise bakhtiniana de uma complexa cadeia de enunciados oriundos dos modos de regulação que delimitamos no interior do MNPEF, notadamente, a regulação de controle e a regulação autônoma. Assim, concentrados nos primeiros 21 Polos Regionais (PR) do MNPEF criados em 2013, nosso objetivo foi estudar os modos de regulação desse programa, descrevendo e analisando a existência dos modos de regulação de controle - estruturas concebidas para coordenar e orientar as ações dos atores sociais - e dos modos de regulação autônoma, relativos à forma como esses atores convivem e (re)ajustam essas orientações. O corpus de nossa pesquisa foi construído, por um lado, pautado na regulação de controle e uma cadeia de documentos referentes tanto ao contexto específico do MNPEF, quanto o contexto amplo da pós-graduação nacional, e, por outro lado, no âmbito da regulação autônoma, por trabalhos de conclusão oriundos das primeiras turmas e por entrevistas realizadas com professores que atuam em distintos PR. Nossas investigações apontam o MNPEF como um dispositivo de política pública multirregulado, balizado sobretudo pelas regulamentações da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) para os cursos de Mestrado Profissional em Ensino (MPE) e pelos órgãos administrativos nomeados pela Sociedade Brasileira de Física (SBF), entidade coordenadora do programa. Ao olharmos para o MNPEF como uma ação pública, identificamos a coexistência de modos de regulação de controle e de regulação autônoma. Contudo, não identificamos nenhum elemento que potencialmente ilustre ações conjuntas no âmbito nacional do MNPEF, mas apenas alguns indicativos de ações conjuntas que influenciam exclusivamente o contexto local dos PR, caracterizando, assim, processos de microrregulação local. / In this work, we show investigations about the Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF) as a public policy for formation of Physics teachers. For the development of our research, the theoretical-methodological framework was constructed based on the sociology of public action and the Bakhtin’s Circle philosophy of language. Therefore, we created a general research scheme that consisted of the analysis of a complex chain of statements derived from the modes of regulation of MNPEF, notably, the control regulation and autonomous regulation. Thus, concentrated in the first 21 Regional Poles (PR) of the MNPEF, created in 2013, our objective was to study MNPEF's modes of regulation, describing and analyzing the control regulation - structures designed to coordinate and guide the actions of social actors - and the autonomous regulation, concerning the way in which these actors reinvent the orientations about the program. The corpus of our research was built, on the one hand, based on the control regulation and a chain of documents referring to the specific context of the MNPEF and to the broad context of the national post-graduation, on the other hand, based on the scope of autonomous regulation, by works of conclusion coming from the first classes and by interviews with teachers who work in different PR. Our research indicates that the MNPEF is a multiregulated public policy device, mainly based on the regulations of the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) for the Professional Master's in Education (MPE) courses and by the administrative bodies appointed by the Sociedade Brasileira de Física (SBF), which coordinates the program. When we look at the MNPEF as a public action, we identify the coexistence of modes of regulation of control and autonomous. However, we do not identify any element that potentially illustrates joint actions at the national level of the MNPEF, but only some indicative of joint actions that exclusively influence the local context of PR, thus characterizing processes of local micro-regulation.

O objetivo deste trabalho de pesquisa foi investigar o desempenho de alunos que trabalharam com atividades de simulação e modelagem computacionais no estudo de circuitos elétricos, utilizando o software Modellus, comparado com alunos expostos apenas ao sistema tradicional de ensino. A fundamentação teórica adotada esteve baseada no referencial de trabalho de Halloun sobre modelagem esquemática e na teoria de Ausubel sobre aprendizagem significativa. O estudo envolveu 193 alunos de cursos de Engenharia, da disciplina de Física-II oferecida pela UFRGS no 2° semestre de 2004. O procedimento didático ocorreu em duas etapas. Na primeira, os alunos do grupo experimental trabalharam com um conjunto de atividades sobre circuitos elétricos simples durante cinco aulas e na etapa seguinte, com um conjunto de atividades sobre circuitos RLC durante quatro aulas. Cada aula teve duração de 1h40min. Os resultados quantitativos mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos alunos dos grupos de controle, expostos apenas ao método tradicional de ensino. Os resultados de nossa análise qualitativa sugerem que muitos dos alunos atingiram uma aprendizagem significativa. Nossas observações e o levantamento de opiniões mostraram que o procedimento didático adotado exigiu muita interação dos alunos com as atividades computacionais, dos alunos entre si e com o professor, tornando-se um elemento motivador na aprendizagem dos alunos.

Este trabalho apresenta a elaboração, aplicação em sala de aula e os resultados da proposta de um curso introdutório à mecânica quântica para futuros professores de ensino médio. O curso foi aplicado na Universidade de Passo Fundo como parte de uma disciplina do curso de licenciatura em Física. A proposta tem como marco teórico a teoria cognitiva de Piaget. O curso desenvolvido faz uso sistemático de novas tecnologias de comunicação, com destaque para o software Doppelspalt, utilizado para promover o aprendizado significativo de alguns dos conceitos mais básicos da mecânica quântica. Como produto educacional, foi produzido material instrucional que compreende o texto completo envolvendo os conteúdos abordados e os roteiros exploratórios elaborados e usados em atividades virtuais. Com a elaboração do curso, espera-se facilitar a inserção da mecânica quântica no ensino médio, através de um produto educacional testado e adequado à realidade do ensino oferecido aos futuros professores. A proposta leva em conta, também, as recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais, no sentido de uma progressiva inserção da física do século XX no ensino médio. / This work presents the writing production, the application in classroom and the results of the proposal of an introductory course to the quantum mechanics for the future teachers of high school. The course was applied in Universidade de Passo Fundo as part of subject of the Physics Graduation Course. The proposal has as theoretical base Piaget’s Cognitive Theory. This course does systematical use of new communication techniques, it points out the software Doppelspalt, used to promote the effective learning of some basics concepts of the quantum mechanics. As product of this work, was made instructional material as the complete text that involves the studied contents and the exploratory itineraries produced and used in virtual activities. The writing production of this course intends to become easier the insertion of the quantum mechanics into the high school, through of tasted educational product that is suitable to reality of the offered teaching for future teachers. The proposal has in mind also the advices of Parâmetros Curriculares Nacionais, in the sense of a progressive insertion of XX century Physics Subject to high school.

Neste projeto, utilizamos algumas tecnologias da informação e comunicação para desenvolver uma estratégia de ensino de Física para o Ensino Médio abordando o tópico da cinemática. A estratégia contou com a utilização de aulas e testes virtuais e também com atividades de modelagem computacional com o programa Modellus. Todas as atividades foram aplicadas no laboratório de informática e mediadas pelo computador. Esta estratégia foi aplicada em duas turmas do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Adventista Cruzeiro do Sul, localizado na cidade de Taquara, RS, entre os meses de março e maio, do ano letivo de 2009, e contou com uma carga horária de 22 horas – aula. O projeto teve como referencial teórico a Teoria dos Campos Conceituais de Gerard Vergnaud, que diz que a conceitualização é o centro do desenvolvimento cognitivo. Todo o material desenvolvido foi colocado em forma de um hipertexto que está disponível na internet de modo que outros professores façam uso destes recursos. Através das observações feitas durante a aplicação desta proposta, vimos que uma estratégia de ensino baseada no uso de tecnologias como estas, permitem um aprendizado mais eficaz, visto que o contato e a interação dos alunos com o objeto de estudo e com as ferramentas educacionais é muito maior quando comparado com as metodologias tradicionais, por isso esta estratégia apresenta um grande potencial como recurso educacional para o ensino de Física. / In this project, we use some of the new technologies of information and communication to develop a strategy for teaching physics to high school addressing the topic of kinematics. The strategy included the use of virtual classes and tests and also with activities of computer modeling with the program Modellus. All activities were computer-mediated implemented in the computer lab. This strategy was applied to two groups: the first year of high school of the Instituto Adventista Cruzeiro do Sul, located in the city of Taquara RS between March and May of the academic year 2009, and had a workload of 22 hours - in class. The project is theoretical based on the Theory of Conceptual Fields by Gerard Vergnaud, which says that the conceptualization is the center of cognitive development. All the material developed was placed in the form of a hypertext that is available on the Internet so that other teachers can make use of these resources. Through observations made during the implementation of this proposal, we saw that a strategy based on the use of technologies like these, allow a more effective learning, as the contact and interaction of students with the object of study and educational tools is greater when compared with traditional methods, so this strategy has great potential as an educational resource for the teaching of physics.

Em nossas escolas a relação ensino-aprendizagem, na maioria das vezes, restringe-se à tentativa de atingir o objetivo dos alunos obterem grau suficiente para serem aprovados no final do ano, sem haver maior preocupação com a aprendizagem significativa e contextualizada dos conteúdos ensinados, e com a interação social que promova a discussão dos assuntos estudados. Apresentamos uma proposta de ensino utilizando o radioamadorismo como tema motivador, em uma tentativa de melhor qualificar o aprendizado de Física. Adotamos como referencial as teorias de aprendizagem significativa, de David Ausubel, e da interação social, de Lev Vygotsky. O projeto, a montagem de uma estação radioamadora para fins educacionais, em especial para o ensino da Física, foi aplicado no segundo semestre de 2010, com a participação voluntária de alunos da série final do ensino fundamental e das três séries do nível médio do Colégio Militar de Porto Alegre, na modalidade ensino extracurricular, no contraturno do horário regular das aulas. É apresentado um relato da experiência e dos resultados alcançados, além de um texto-guia facilitador do professor que se interessar em reproduzir experiência semelhante. / In our schools, the teaching-learning relationship, in most cases, is limited to the attempt of achieving the students approval at the end of the year, with no concern about meaningful and contextual learning and the social interaction that promotes discussion of the physics content. We present a proposal to physics education by using ham radio as a motivational theme. We adopt the theories of meaningful learning, by David Ausubel, and social interaction, by Lev Vygotsky. The project, the assembling of a ham radio station for educational purposes, particularly in physics, was applied in the second half of 2010, with voluntary participation of high school students from Colégio Militar de Porto Alegre, in the form of extracurricular education at the opposite turn of their regular classes. It is presented a report of the experience and its outcomes, as well as a guide for the teacher interested to replicate a similar educational experience.

Neste trabalho apresentamos uma investigação desenvolvida ao longo do ano de 2009 em uma disciplina de Física Básica de Eletromagnetismo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objetivo foi analisar as visões de mundo e a relação dos estudantes com o relatório tradicional e com o laboratório de ensino. Dentro desta estratégia de pesquisa foi utilizado o Vê de Gowin, um instrumento heurístico muito utilizado para explicitar o processo de produção do conhecimento. Nesse contexto ele foi utilizado em contraposição ao relatório tradicional. Entendemos por relatório tradicional aquele que os alunos já estão acostumados a realizar em semestres anteriores. A teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel foi utilizada para avaliar os roteiros já disponíveis para as atividades experimentais. Ainda nessa perspectiva, vimos a estreita relação que a teoria educativa de Gowin tem com a teoria da aprendizagem significativa, o que nos possibilitou uma visão ainda mais aprimorada dos roteiros. Destacamos que para avaliar a relação dos estudantes com as atividades experimentais, utilizamos como referencial epistemológico a contribuição de Thomas Khun. Os resultados mostram que os alunos possuem boa aceitação ao novo método de avaliação, que também conseguiu explorar de forma mais objetiva os aspectos essenciais à formação do futuro físico no que se refere ao papel da atividade experimental. Contudo, vemos que o aproveitamento dos alunos permanece constante frente à mudança avaliativa. Isto significa que a introdução do Vê não prejudica o desempenho dos alunos. Por fim, especulamos que características próprias de nossa comunidade são refletidas pelos alunos nos relatórios. / This dissertation presents a research carried out during 2009, in the discipline of Electromagnetism at introductory college level, at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. It aimed at analyzing the students’ worldviews and their reaction to the standard lab report model and to the lab classes. Within this research strategy, Gowin’s Vee, which is a heuristic instrument that can make explicit the knowledge production process, was used. In this context, this instrument was utilized as a counterpoint to the traditional lab report model. In our view, this traditional report is the one students are familiar with, since they have already made reports in previous semesters. Ausubel’s meaningful learning theory was used to evaluate the available guides for experimental activities. Under this perspective , we verified the close relationship that exists between Gowin’s educating theory and Ausubel’s meaningful learning theory, and this has provided us with a more refined view of such guides for experimental activities. We emphasize that, in order to evaluate the students’ relation with the experimental activities, we applied Kuhn’s contributions as part of the theoretical framework of this research. Findings indicate that students seem to react positively to the new evaluation method, and, moreover, that they seemed to explore in a more objective way the essential aspects related to the formation of the future physicist, in what concerns the role of experimental activity. Nevertheless, it was possible to notice that students’ performance remained constant in regard to this evaluative change. This might mean that the introduction of the Vee does not hinder students’ performance. Finally, it was explored to which extent the community’s main features were reflected on the students’ reports.

Nesta dissertação apresenta-se uma sugestão de atualização curricular para o Ensino Médio por meio da inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea. O objetivo desta dissertação foi desenvolver e aplicar uma Unidade de Aprendizagem (UA) sobre Partículas Elementares, além de investigar indícios de aprendizagem significativa provenientes da UA. A abordagem metodológica da UA foi pautada na teoria da mediação de Vygotsky e complementada pela teoria da aprendizagem de Ausubel. Compõe a UA: um texto que aborda o desenvolvimento do conceito de partícula elementar, a partir do referencial histórico, e analisado segundo a epistemologia de Gaston Bachelard; atividades, dentre as quais a elaboração e apresentação de mapas conceituais em pequenos grupos. A Unidade de Aprendizagem foi aplicada em uma escola de Ensino Médio da rede estadual de ensino do Rio Grande do Sul, com uma turma de terceira série, durante seis semanas. A investigação relativa a indícios de aprendizagem significativa utilizou, como instrumentos de coleta de dados, pré e pós-testes individuais e três versões de mapas conceituais construídos sequencialmente. Para análise dos dados, foram utilizados metodologias qualitativas e quantitativas. Apesar de terem sido identificadas algumas dificuldades no desenvolvimento da UA, a maioria dos estudantes manifestou grande satisfação pela proposta; e a análise dos dados coletados apresentou indícios de aprendizagem significativa. / This dissertation presents a suggestion to upgrade the physics high school curriculum through the introduction of topics of Modern and Contemporary Physics. The main objective was to develop and implement a Learning Unit (LU) on Elementary Particles, in addition of searching for hints of meaningful learning resulting from this unit. The methological approach of the LU was based on Vygotsky mediation theory. The LU is composed by: a text dealing with the development of the elementary particle concept from an historical framework, and anlysed according to Bachelard‘s epistemology; instructional activies, among them the construction and presentation of concept maps in small groups. The Learning Unit was implemented in a public high school of the Rio Grande do Sul state, during six weeks, with a third year group. The research regarding evidences of meaningful learning used individual pre and posttests and three versions of concept maps, sequentially constructed, as instruments for data gathering. Quantitative and qualitative methodologies were used in data analysis. In spite of the fact that some difficulties were detected in the implementation of the LU, the majority of the students showed a high degree of satisfaction with the proposal; in the analysis of the data some evidences of meaningful learning were found.

Este trabalho teve como objetivo elaborar uma unidade didática em nível de Ensino Médio sobre conceitos fundamentais de Eletromagnetismo, adequada para utilização com os métodos de ensino-aprendizagem Ensino sob Medida e Instrução pelos Colegas e implementá-la em uma turma do quarto semestre do Ensino Médio de uma escola pública de Pelotas-RS. O material desenvolvido e a escolha dos métodos de ensino foram subsidiados pelos aportes teóricos fornecidos pela Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e pela teoria Sociointeracionista de Vygotsky. As aulas foram estruturadas em 12 encontros de uma hora e trinta minutos cada um, sendo que sete desses encontros foram destinados à aprendizagem conceitual via os métodos Ensino sob Medida e Instrução pelos Colegas, três encontros para resolução de problemas numéricos tradicionais e dois encontros para aplicação do teste inicial/final. A análise dos resultados relativos a desempenho demonstra que a turma, composta por 30 alunos, obteve um ganho de aprendizagem estatisticamente significativo. Uma análise qualitativa sobre a receptividade dos alunos aos métodos de ensino apresenta resultados bastante positivos. Para o desenvolvimento da proposta foram elaborados textos de apoio, vídeos, questões conceituais e questões numéricas, um teste conceitual, um minidocumentário e um questionário de avaliação da aplicação dos métodos, que integram o produto educacional resultante deste mestrado. / This work aimed to develop a high school level didactical unit about fundamental concepts of Electromagnetism, suitable for use with two physics education research-based methods: Just-in-Time Teaching and Peer Instruction. Our proposal was implemented in a fourth semester class of a public high school, at a Brazilian city (Pelotas, Rio Grande do Sul). The teaching methods were chosen, as well the elaboration of instructional materials, based on the main principles of Ausubel´s meaningful learning theory and on Vygotsky’s social interaction theory. The didactical unit was organized in 12 meetings of one hour and thirty minutes each. Seven of these meetings were intended for conceptual learning via Just-in-Time Teaching and Peer Instruction; three meetings, to solve traditional problems and two meetings for application of a pre/post-test. The performance analysis of the 30 students enrolled in the course shows that they achieved statistically significant learning gains. A qualitative analysis of the student’s receptivity to the teaching methods showed very positive results. The instructional materials are composed of texts, videos, conceptual and numerical questions, a pre/post-test, a short documentary and a questionnaire for evaluating the application of the methods. All of these constitute the educational product resulting from this Master dissertation.