Este trabalho descreve a utilização de um software livre educacional do interferômetro de Mach-Zehnder (IMZ), em português, como instrumento motivador, ilustrativo, de fácil manuseio e compreensão, para ajudar no ensino e aprendizagem de Física. Salientamos que este software educacional foi desenvolvido através de um projeto coordenado pelas professoras Fernanda Ostermann e Flávia Rezende, do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e foi utilizado como principal instrumento para introduzir conceitos fundamentais de física quântica em uma disciplina do curso Mestrado Profissional de Ensino de Física. No entanto, podemos dizer que esta foi a primeira vez que o IMZ foi aplicado a uma turma de professores não ligados profissionalmente à UFRGS. Em acréscimo ao software, foram elaborados e remodelados como produtos educacionais, textos de apoio e guias experimentais que poderão ser usados tanto por professores, como por alunos do Ensino Médio. Fenômenos ondulatórios foi o assunto explorado e um de seus subtemas, a interferência da luz, foi bastante enfatizada. Colocamos à disposição dos professores um material didático de fácil interpretação, podendo, também, ser utilizado com alunos do Ensino Médio. O desenvolvimento desse material tem caráter estratégico para que sirva de base a futuras transposições de temas da física quântica, em particular, o fenômeno da dualidade onda-partícula, para este nível de ensino. Este material de apoio e o software compreendem um curso de quarenta horas, para um grupo de seis professores da rede estadual, mais especificamente para os professores que lecionam Física, nas escolas que representam a 6ª Coordenadoria Regional de Educação (6ª CRE), com o apoio da mesma. O curso aconteceu em 2006, na Escola Estadual de Ensino Médio “Ernesto Alves de Oliveira”, em Santa Cruz do Sul, RS. Embasado na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel, o material servirá, também, como base ou conhecimento prévio para futuras investidas em outros temas relacionados à física quântica. O conteúdo da teoria ondulatória da luz, trabalhado sobre o aparato do interferômetro virtual de Mach-Zehnder proporcionou a interação entre o conhecimento novo (física quântica e dualidade ondapartícula, desenvolvida sobre o interferômetro virtual de Mach-Zehnder no regime quântico) e o prévio (teoria ondulatória da luz desenvolvida sobre o interferômetro virtual de Mach- Zehnder clássico), possibilitando uma aprendizagem significativa e dando sentido às novas informações. No decorrer do curso, ao analisarmos o comportamento e as atitudes dos professores, pudemos perceber que este assunto não é trabalhado no Ensino Médio, e que eles apresentam dificuldades em relação aos conceitos fundamentais da teoria. Entretanto, parte do grupo mostrou interesse em obter novos conhecimentos, pois em todos os encontros havia questionamentos relacionando novos conceitos com os pré-existentes. Enfim, o software gerou visível entusiasmo com as novas possibilidades de aulas “práticas”, com a aprendizagem dos novos conceitos e também a proposta de se avaliar com a utilização de mapas conceituais, estratégia desenvolvida por Novak. / In this work it is shown how the utilization of a free educational software can be useful as a motivating and illustrative tool to help the teaching and understanding of fundamental concepts on quantum mechanics. Besides being available also in Portuguese, the virtual Mach-Zehnder Interferometer (MZI) is easy to handle. The software has been developed under a project coordinated by Professor Ostermann (UFRGS) and Professor Rezende (UFRJ) and has been used as a main tool to introduce students from Mestrado Profissional em Ensino de Física to fundamental concepts on quantum physics. Here, it is reported the first time the software was used in an environment that is not university. Concepts of quantum physics were discussed in a 40 hours course given to a group of six secondary level school teachers in 2006. They were teachers working under the 6ª Coordenadoria Regional de Educação (6ª CRE). The course took place in Santa Cruz do Sul (RS) at Escola Estadual de Ensino Médio “Ernesto Alves de Oliveira”. In order to help the students with the software itself and physical concepts that could help the understanding of the simulations results, supporting materials like helping texts and experimental guides were prepared based on Ausubel framework. We were also concerned about an educational product that could also be helpful to secondary level school students. The texts are available in an easy language and straightforward physics. Although the number of students were relatively small, the group was representative in the sense it reproduces the reality of public secondary schools in Brazil. Physics is not, in general, taught by people that are graduated in Licenciatura em Física and the ones that are, are in general, not very well prepared. It was clear that no one in the group had enough confidence “to touch” subjects related to quantum physics in classes having the excuse this is a very difficult topic to overcome. Using optical physics as basis and the virtual MZI, we could see some enthusiasm when the students realize it is possible, for example, to discuss some concepts related to wave-particle duality without unreachable mathematics.

Este trabalho apresenta a implementação de um material de apoio para o ensino de Física das Radiações, e os resultados obtidos com sua aplicação em sala de aula para alunos do curso técnico em radiologia. Essa proposta tem como marco teórico a Aprendizagem Significativa apresentada por Ausubel. A aplicação do material de apoio em sala de aula fez uso sistemático de recursos computacionais, com destaque à utilização de um CD para promover o aprendizado significativo de conceitos básicos de Física das Radiações. Considerando que o assunto faz parte do curso técnico de radiologia a aplicação e avaliação do referido material de apoio foi realizada como parte do conteúdo básico de Física das Radiações, já prevista na ementa do curso. Como este material foi produzido vislumbrando a possibilidade de sua utilização também no Ensino Médio, a proposta contempla as recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais no sentido de uma progressiva inserção da Física do Século XX no Ensino Médio. Na expectativa real de que, em um futuro próximo, a Física das Radiações passe a constar de maneira mais efetiva nos programas e conteúdos das escolas, o material de apoio produzido por esta dissertação poderá ser utilizado por professores do Ensino Médio que queiram abordar o assunto em suas aulas regulares em escolas que disponham de recursos de informática. A metodologia utilizada para produção do material de apoio estava focada, inicialmente, em um levantamento preliminar de dados em livros didáticos utilizados no Ensino Médio e Técnico e em artigos publicados em revistas especializadas. Posteriormente, utilizamos os resultados levantados pela aplicação dos questionários (Anexos 2 e 3) para direcionamento e definir os tópicos desenvolvidos no material onde finalizamos a produção do mesmo com um estudo detalhado em 8 bibliografias especializadas. Com o objetivo de analisar e avaliar a aplicação do material de apoio de um ponto de vista geral realizamos o cálculo da porcentagem média geral de acertos e erros obtidos na avaliação prévia e comparamos com a porcentagem média geral de acertos e erros obtidos na avaliação final. A porcentagem média geral de acertos verificado nas 45 questões objetivas aplicadas durante o desenvolvimento da atividade aumentou de 17,0% para 82,3 % e a porcentagem média geral de erros diminuiu de 83,0% para 17,7%. Sendo assim, podemos concluir que, durante a implementação do curso, nosso objetivo foi alcançado onde os resultados indicam que assuntos atuais (que fazem parte da vida cotidiana dos alunos) são bem recebidos por eles e a utilização de um material direcionado para esta realidade produz bom resultado em termos de aprendizagem significativa. / This study presents not only the implementation of support material for teaching Physics of Radiations, but also the results obtained through its application in the classroom with students of the course technician in radiology. This proposal has as its theoretical framework the meaningful learning theory presented by Ausubel, and the application of support material in the classroom has used computational resources systematically, highlighting the utilization of an interactive CD in order to promote meaningful learning of basic concepts of radiations. Considering that the subject makes part of the course technician in radiology, the application and assessment of the referred support material was carried out as part of the basic content of Physics of Radiations already predicted in the course program. In addition, as this material was produced glimpsing the possibility of its utilization in the high school, this work proposal has contemplated the recommendations of National Curricular Parameters with the direction of a progressive insertion of physics of the twentieth century in high school teaching. Whit the real expectation that, in the near future, the Physics of Radiations will appear in a more effective way, in programs and contents of the schools, the support material produced by this dissertation will be available for high school teachers who want to approach the subject in their regular classrooms, which have provided informatics resources. The methodology utilized for the production of support material has been focused, initially, on a preliminary survey of data collected from textbooks utilized in high/technical school teaching and articles published in specialized magazines. Subsequently, the results obtained with the application of the questionnaires (Annexes 2 and 3) were utilized for directing and defining the topics developed in the material, where the production of it was completed within a detailed study in 8 specialized literatures. Then, with the objective of analyzing and assessing the application of this support material, we have carried out, from a general point of view, the calculus of the general mean percentage of accuracy and errors obtained in the previous assessment, and we have compared it with the general mean percentage of accuracy and errors obtained in the final assessment. The general mean percentage of accuracy verified in the 45 objective questions, applied during the development of the activity, increased from 17.0% to 82.3 %, and, the general mean percentage of errors decreased from 83.0% to 17.7%. Therefore, we may conclude that, during the course implementation, our objective was achieved and the results suggest that current physics topics can make part of the routine life of students, as well as that they were well received by them; the utilization of support material, directed for this reality, has produced a good result in terms of meaningful learning.

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.

Elaboramos um material instrucional, para auxiliar alunos e professores no processo ensino-aprendizagem da Mecânica dos Fluidos – Dinâmica, composto por um hipertexto repleto de animações, figuras, textos, vídeos, instruções para a realização de experimentos virtuais e reais e atividades de aquisição automática de dados e de modelagem. O referencial teórico adotado baseia-se na teoria de Vygotsky, que é fundamentada nas relações sociais dos alunos entre si e dos alunos com o professor. Todo o material foi elaborado de forma contextualizada com o cotidiano dos alunos de uma escola técnica, como é o caso do Centro Federal de Educação Tecnológica de São Vicente do Sul (CEFET-SVS), onde o projeto foi implementado em alunos da segunda série do Ensino Médio. Inicialmente, foi aplicado um pré-teste, tanto no grupo experimental quanto no grupo de controle, que serviu para avaliar o conhecimento prévio dos alunos sobre conceitos de Dinâmica dos Fluidos, assim como a sua habilidade para resolver individualmente problemas sobre esse assunto. A seguir, o material didático foi ministrado aos alunos do grupo experimental em dois módulos didáticos, o primeiro sobre Fluidos Ideais e o segundo sobre Fluidos “Reais”. Nesses módulos, foram propostas atividades para as quais foram fornecidas dicas de como poderiam ser desenvolvidas. Durante o desenvolvimento dessas atividades, os alunos contaram com a colaboração do professor e dos colegas, fornecendo, dessa forma, evidências do que eles poderiam desenvolver com a ajuda de seus pares. Finalmente, aplicamos o pós-teste na turma em que o material didático foi implementado e na turma de controle. A análise estatística desses dados mostrou um ótimo desempenho da turma em que foi implementado o material didático permeado de novas tecnologias, com um ganho médio de 39,3 % entre o pré-teste e o pós-teste, enquanto que o grupo de controle obteve um ganho médio de apenas 6 %. Ainda foi constatada, através dos relatos dos alunos, uma grande satisfação e motivação para aprender com o uso desse material didático. Todo o material didático desenvolvido está incluído no CD-rom que integra esta dissertação e também pode ser acessado por professores e alunos na rede mundial de computadores. / We elaborated an instructional material to help students and teachers in the learning-teaching process of Fluid Mechanics – Dynamics, consisting of an hypertext, plenty of animations, figures, texts, videos, instructions to make real and virtual experiments and activities of automatic data acquisition and modeling. The theoretical framework adopted was based on Vygotsky’s theory, which is well-grounded in the social relations between the students and between the students and the teacher. All the material was elaborated taking into account the context of the quotidian of the students of a technical school, as is the case of the Federal Center of Technological Education of São Vicente do Sul (CEFET-SVS), where the project was implemented in second year high school students. Initially it was applied a pretest, in the experimental group and also in the control group, which evaluates the previous knowledge of the students about concepts of Fluid Dynamics, as well as their abilities to solve alone problems about this subject. In the following, the didactic material was applied to the experimental group students in two didactic modules, the first about Ideal Fluids and the second about “Real” Fluids. In these modules, activities are proposed and some tips for their development had been supplied. In the development of these activities the students count on the collaboration of the teacher and of the colleagues, supplying, in this way, evidence of what they could develop with the aid of their pairs. Finally the pos-test was applied in the group where the didactic material was implemented and in the control group. The statistical analysis of these showed an optimum performance of the group who made use of the didactic material mixed with new technologies, with an average gain of 39,3 % between the pre-text and the pos-text, while the control group had an average gain of 6 %. Still it was also evidenced, through the student reports, a great satisfaction and motivation to learn with the use of this didactic material. All the developed material is enclosed in the CD-rom which integrates this dissertation, and also can be accessed by teachers and students in the wordwide- web of computers.

O ensino de Física no Brasil passa por muitas dificuldades. Cabe ao professor a tarefa de buscar novas metodologias de ensino para tornar as aulas mais interativas e atraentes para os alunos, como forma de despertar maior gosto pela aprendizagem das ciências em geral. É imprescindível também desenvolver o poder de crítica dos alunos na formação de conceitos através da socialização entre alunos e professores e da interação com o meio em que o aluno vive, sempre visando à obtenção de uma aprendizagem potencialmente significativa. Diante deste quadro e embasados nas teorias de mediação e de interação social de Vigotski e na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel e Novak, buscou-se desenvolver atividades em Física Térmica utilizando modelagens computacionais criadas com os programas Modellus e Excel como recurso complementar às aulas de Física. Também foram produzidos gifs animados não interativos explorando algumas situações e um hipertexto, incluindo textos de apoio utilizados, principalmente, como recurso de pesquisa extraclasse. Este projeto foi aplicado ao longo dos meses de março a agosto de 2006 em três escolas particulares de Porto Alegre: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês e Escola Maria Goretti, envolvendo seis turmas de segundo ano do Ensino Médio, em um total de 182 alunos. O material elaborado abordou os tópicos sobre termometria, dilatação térmica, calorimetria, curvas de aquecimento, processos de transmissão do calor, gases ideais e termodinâmica. Os conteúdos foram organizados em sete módulos didáticos, com a seguinte estrutura: um texto de apoio, as modelagens utilizadas, um guia de atividades com orientações para sua utilização e questionamentos acerca do conteúdo. Em todos os módulos foi incluída uma seção denominada Física no Cotidiano, com questões que buscam relacionar os assuntos trabalhados no ambiente escolar com situações vivenciadas pelo aluno no seu dia-a-dia. As atividades eram trabalhadas em duplas ou em trios de alunos, o que promoveu uma maior interação social e trocas de experiências na construção do conhecimento; ao professor cabia o papel de mediador da atividade. O material instrucional foi sendo disponibilizado, gradualmente, em CD-ROM e em página da Web das escolas com o objetivo de fazer com que os alunos se detivessem em cada um dos módulos de forma a alcançar um amadurecimento no conteúdo correspondente. O produto deste trabalho será publicado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, para que outros professores possam utilizá-lo com seus alunos. / In order to overcome the difficulties in the physics teaching, the instructors must use new methodologies thus providing more attractive and interactive classes to motivate their students. To contribute to a meaningful learning it is worth to promote a critical and contextualized formation of concepts by socializing the students with their own environment. To accomplish these goals this proposal presents activities‟ guides on Thermal Physics, developed in association with computer simulations as a complementary resource to high school regular classes. Such approach is based on the meaningful learning theory of D. Ausubel and J. Novak and the social‟s interaction theory of L. Vigotski. It has been applied during the first quarter of the school year of 2006 to 182 students, of six classes of the second year of three High Schools at Porto Alegre, RS: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês and Escola Maria Goretti. The addressed subjects are calorimetry, thermal dilatation, heat transfer, matter phase changes, ideal gases properties and general concepts in thermodynamics, organized in seven didactic modules consisting of a text, the computer simulations, an activity guide with questions about the subject and, also, a section where the Physics issues developed in classroom are related with the students‟ daily life situations. To deeper social interaction, the students were grouped in pair or trios working with the teacher mediation. The instructional material has been gradually displayed in a CD-ROM and in the Schools web pages to allow the students focusing on one subject at a time. The present work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, in order to give other teachers access to the proposal material.

Em nossas escolas de ensino médio a Física é, freqüentemente, apresentada aos alunos como algo fragmentado, descontextualizado, sem relação com a vida do aluno, e como um conhecimento pronto e acabado. Desenvolvemos um material didático fundamentado nas teorias de aprendizagem significativa, de David Ausubel, e da interação social, de Lev Vygotsky, como sugestão de alternativa para esta situação. Este material é sobre Física Térmica, e possui uma abordagem histórica e experimental desta área da Física. O material desenvolvido é constituído de seis módulos, sendo que em todos os módulos se faz a abordagem histórica do conteúdo. Para cada conceito trabalhado são propostas atividades experimentais com material de baixo custo, numa tentativa de minimizar os efeitos da pobreza material da maioria das escolas no que diz respeito a seus laboratórios. Ao final de cada módulo são propostos exercícios conceituais. O material foi desenvolvido de modo a estimular discussões entre os alunos e com o professor, promovendo a interação social e a troca de experiências na construção do conhecimento. Este projeto foi aplicado de março a agosto de 2008, em uma escola estadual de Porto Alegre. / It is frequent, in our high school teaching, to introduce Physics to the students in a fragmented and out-of-context manner, with no relation to the student's daily life and as a final and complete knowledge. We have developed an instruction material founded on the basis of the theories of significant learning, of David Ausubel, and of social interaction, of Lev Vygotsky, as an alternative proposal to this situation. The material is on Thermal Physics, and presents a historical and experimental approach to this area of Physics. The developed material has six sections, and in all of the sections a historical approach of the contents is done. For each topic some experimental activities are proposed, with low cost material, in an attempt to minimize the lack of laboratory facilities of most of our schools. Conceptual exercises are proposed at the end of each section. The material was developed in order to stimulate discussions among the students and with the teacher, aiming the social interaction and the share of experiences in the construction of knowledge. This project was applied from March to August 2008, in a public school of Porto Alegre.

A proposta aqui apresentada foi aplicada a uma turma de 40 alunos do Ensino Médio da modalidade Educação de Jovens e Adultos em uma escola privada situada na cidade de Estância Velha, RS. Os alunos desta modalidade caracterizam-se por serem alunos trabalhadores do setor coureiro e calçadista na cidade. O foco do trabalho é o ensino de Física na EJA, mais especificamente o ensino da cinemática e dinâmica do movimento circular uniforme. A escolha por este tema aconteceu a partir dos conhecimentos prévios do grupo de alunos relativos ao seu contexto profissional, formulando um tema gerador construído a partir dos conhecimentos prévios deste contexto, com o intuito de propiciar maior eficiência do processo ensino-aprendizagem. A partir de características profissionais em comum entre os alunos o tema gerador convergiu para o processo de produção do couro. Com isso, pretendemos tornar a Física significativa e relevante para o educando, uma Física viva e inserida no seu cotidiano, permitindo com que o aluno realizasse relações e analogias de situações presenciadas no seu trabalho com os conteúdos trabalhados. Tendo como fundamentação teórica as teorias de aprendizagem de David Ausubel e Joseph Novak e de Paulo Freire, buscamos desenvolver uma aprendizagem significativa de conteúdos de Física a partir de subsunçores existentes na estrutura cognitiva dos alunos, tornando o estudo do movimento circular uniforme relevante para os alunos partindo de conhecimentos prévios dos mesmos. Todo material didático trabalhado com a turma foi relacionado com o processo de produção do couro, visando tornar o material potencialmente significativo. Os mapas conceituais também foram utilizados como instrumentos de avaliação, visando analisar as relações conceituais estabelecidas na estrutura cognitiva dos alunos. Aplicamos um teste inicial objetivando averiguar os conhecimentos prévios dos alunos e constatar eventuais lacunas. Ao final da proposta aplicamos o teste final que objetivou verificar se todos os conceitos trabalhados durante a aplicação do projeto haviam sido aprendidos pelos educandos. A média geral da turma no teste final foi de 87,5% de ocorrência de respostas coerentes. Desta maneira, percebemos que o material apresentado e as relações do conteúdo com situações cotidianas foram fundamentais para o excelente desempenho dos alunos no projeto. / The proposal presented here has been applied to a class of 40 students from high school to form the Youth and Adult Education in a private school located in the town of Estância Velha, RS. Students of this type are characterized by students and workers in the leather footwear sector in the city. The focus of the work is the teaching of physics in EJA, specifically the teaching of kinematics and dynamics of uniform circular motion. The choice of this theme happened from the previous knowledge of the group of students on their professional context, making a theme generator built from previous knowledge of the context in order to provide greater efficiency of the teaching-learning process. From professional characteristics in common between students converged for the theme for the production process of leather. With this, we intend to make significant and physics relevant to the student, a physics and inserted into living their daily lives, allowing the student to make links and similarities of situations presence in his work with the content worked. With the theoretical foundation for learning the theories of David Ausubel and Joseph Novak and Paulo Freire, we develop a meaningful learning of content in Physics from subsumers in the cognitive structure of students, making the study of uniform circular motion relevant for students from previous knowledge of them. All material worked with the class was related to the production process of leather, to make the material potentially significant. The conceptual maps were also used as instruments of assessment, aimed at examining the relations established in the conceptual structure of the students learning. Apply an objective test initial check prior knowledge of the students and see any gaps. At the end of the final proposal put to the test aimed to check whether all the concepts worked for the implementation of the project are aware of learners. The overall average in the final test group was 87.5% of the occurrence of coherent answers. Thus, we see that the material presented and the relations of the content presented with everyday situations were key to the excellent performance of students in the project.

Este trabalho é um estudo sobre o processo do desenvolvimento cognitivo, através da resolução qualitativa de problemas, à luz da teoria dos campos conceituais de Gèrard Vergnaud. É proposto o uso da linguagem verbal como instrumento de detecção e explicitação de invariantes operatórios que, inicialmente, poderão não ser verdadeiros conceitos e teoremas científicos, mas, através da intervenção do professor, poderão evoluir para tal. A proposta é fundamentada em diversos trabalhos sobre a resolução de problemas e pela teoria dos campos conceituais, avaliada como instrumento no processo de aprendizagem sendo validada a partir dos resultados da intervenção didática com alunos da 1ª série do Ensino Médio em aulas de Física e seus resultados são apresentados. / This work is a study about the cognitive development process through qualitative problem solving, under the light of Gérard Vernaud's conceptual fields theory. It proposes the use of verbal language as an instrument for detection and explicitation of operational invariants that, initially, may not be scientifically accepted but that through the teacher's mediation might evolve to scientific concepts and theorems. The proposal is based on previous studies on problem solving and the conceptual fields theory, which was taken as theoretical framework for the learning process and validated by the research findings of a didactical intervention with first year high school students in physics classes.

VASCONCELOS, Francisco Herbert Lima. Objeto de aprendizagem como ferramenta de modelagem computacional exploratória aplicada ao ensino de física. 2008. 137 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2008. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-30T18:04:17Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_fhlvasconcelos.pdf: 3197333 bytes, checksum: 3cdab782dbf001de242ddb1579f68121 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-30T18:08:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_fhlvasconcelos.pdf: 3197333 bytes, checksum: 3cdab782dbf001de242ddb1579f68121 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-30T18:08:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_fhlvasconcelos.pdf: 3197333 bytes, checksum: 3cdab782dbf001de242ddb1579f68121 (MD5) Previous issue date: 2008 / Researches in the field of Computers in Education demonstrate new possibilities in the development and learning of Physics concepts mediated by computer environments. Resources such as animation and interactive simulation allow the construction of concepts and new forms of mental representation of Physics models by students. Learning Objects (LO) are one of the most used computer learning environments. Just the use of such resources does not guarantee improvement in the learning process. The current study investigated how these objects can contribute to the understanding of Physics concepts and how students evaluate the use of such resources for the learning of Physics. The study was conducted at a public school in Fortaleza, Ceará – Brasil, with High School students while conducting computational modeling activitities. Data were collected through the application of an evaluation questionnaire developed for the research. The study concluded that students overcome some difficulties in understanding concepts of Physics and that before a new situation, which was purposely used in the computational environment for this research; some difficulties in the understanding of Physics concepts are detected. The results also indicate the feasibility of such methods as mediating elements in the teaching of Physics, especially in understanding of the photoelectric effect / Pesquisas em Informática Educativa demonstram novas possibilidades no desenvolvimento e na aprendizagem de conceitos físicos mediados por ambientes computacionais. Recursos como a simulação e a animação interativa permitem aos alunos uma melhor construção de conceitos e novas formas de representação mental do modelo físico explorado. Dentre os ambientes computacionais desenvolvidos atualmente, destacam-se os Objetos de Aprendizagem (OA). Apenas a utilização de tais recursos não garante melhoria da qualidade no processo de aprendizagem. É necessário o desenvolvimento de metodologias de utilização destes recursos computacionais voltados para a Educação. O presente estudo investigou como OA podem contribuir para a compreensão de conceitos físicos e como os alunos avaliam sua utilização para a aprendizagem em Física. Foi realizado um experimento de campo em uma escola Pública de Fortaleza, Ceará – Brasil, com alunos do Ensino Médio durante a realização de atividades de modelagem computacional. Os dados foram coletados por meio de um dossiê avaliativo desenvolvido para esta pesquisa. O estudo concluiu que os alunos superam algumas dificuldades na compreensão de conceitos físicos e que diante de uma situação nova, que foi propositalmente explorada no ambiente computacional durante esta pesquisa, alguns problemas de concepção de conceitos em física são detectados. Os resultados do estudo apontam a viabilidade de tais metodologias como elementos mediadores no Ensino de Física, em especial na compreensão do Efeito fotoelétrico

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.