Este trabalho tem o objetivo de contribuir para a atualização curricular da disciplina de Física no ensino médio, a partir da inserção da Relatividade Restrita, como tema foco da Física Moderna e Contemporânea. Esta pesquisa teve como referencial teórico a aprendizagem significativa de David Ausubel e a teoria de ensino de D. B. Gowin. Como materiais educativos foram utilizados um vídeo, um aplicativo e um texto didático para, juntamente com a mediação do professor, procurar promover a aprendizagem significativa de conceitos básicos da Relatividade Restrita. O estudo foi aplicado a 50 alunos da Escola Estadual Protásio Alves, de Porto Alegre, num total de oito encontros. Foram também realizadas entrevistas com 11 professores do ensino médio para verificar a real necessidade da inserção de tópicos de FMC no currículo de Física nesse nível, bem como as condições para tal. O resultado encontrado ao final desse trabalho foi o de que é viável a inserção de alguns tópicos de FMC no ensino médio, em particular a Relatividade Restrita, e de que há boa aceitação por parte dos alunos. / The aim of this study is to contribute for the updating of the physics curriculum at high school level, starting with the insertion of Special Relativity, a subject in Modern and Contemporary Physic (FMC), in such a curriculum. This research had as theoretical framework Ausubel’s meaningful learning theory and Gowin’s teaching model. A video, a software and a text were used as instructional aids in order to facilitate, together with teacher’s mediation, the meaningful learning of basic concepts of Special Relativity. This study was applied to 50 students of the Protásio Alves State School, in a total of eight encounters. Interviews with 11 high school teachers were accomplished in order to verify the real need of the insertion of FMC topics in physics education at secondary level school, as well as the conditions for that. The main finding are that there is a real need of inserting FMC subjects at secondary level school, that the insertion of some topics, specially Relativity, is viable, and that they have good acceptance from the part of the students.

Orientador: Agda Eunice de Souza Albas / Resumo: A busca por novas metodologias e ferramentas didáticas, aplicada às aulas, têm sido discutidos em vários trabalhos na área de Ensino de Ciências, especificadamente, no Ensino de Física. Uma alternativa tem sido o uso da aprendizagem significativa de Ausubel, utilizando o processo de ancoragem na aprendizagem dos novos conceitos, proporcionando a verificação das relações entre os conceitos gerais e os específicos. Os Mapas Mentais é uma potencial ferramenta de pensamento para verificação das relações conceituais já que trata-se de um diagrama que busca relacionar os conceitos trabalhados através de palavras-chaves organizando-os através de tópicos e subtópicos relacionando conhecimentos específicos a um assunto geral proposto na construção do Mapa Mental. Isto permite ao aluno relacionar os conteúdos, através das regras de construção dos Mapas Mentais, utilizando cores, ilustrações e pequenas sínteses dos assuntos fazendo dessa ferramenta de pensamento, uma proposta potencialmente para o acompanhamento da Aprendizagem Significativa. Este trabalho descreve o uso de Mapas Mentais, como uma possível ferramenta associada ao processo de ensino-aprendizagem, aplicados aos conceitos da Física Contemporânea, em específico, ao estudo dos Espectros Atômicos utilizando a Teoria de Aprendizagem Significativa de David Ausubel. / Abstract: The search for new methodologies and teaching tools, applied to classes, have been discussed in several researches papers in the area of Science Teaching, specifically in Physics Teaching. An alternative has been the use of meaningful learning by Ausubel, utilizing the anchoring process in learning the new concepts of this, providing verification of the relationships between general and specific concepts. The Mind Maps is a potential thinking tool for checking conceptual relationships because it is a diagram that seeks to relate the concepts worked through keywords organizing them through topics and subtopics relating specific knowledge to a general subject proposed in construction of the Mind Map. This allows the student to relate the contents, through the rules of mind map construction, using colors, illustrations and short syntheses of the subjects, making this thinking tool a potential proposal for the accompaniment of meaningful learning. This paper describes the use of Mind Maps as a possible tool associated with the teaching-learning process, applied to the concepts of Contemporary Physics, specifically, the study of Atomic Spectrums using David Ausubel's Meaningful Learning Theory. / Mestre

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Zanotello / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa De Pós-Graduação em Ensino, História, Filosofia das Ciências e Matemática, 2015. / Esta pesquisa tem como temática central o uso de Textos de Divulgação Científica (TDC) como ferramenta mobilizadora para a promoção de debates de opinião controversa em sala de aula. Trata-se de um estudo empírico, com os dados coletados pelo próprio professor em ambiente natural e pressupostos teóricos de caráter interpretativo. O objetivo consiste em analisar como estudantes do ensino médio constroem sentidos sobre a Física Contemporânea a partir da leitura de TDC e da realização de debates em sala de aula. Para isso, foi elaborada uma unidade de ensino contendo 10 aulas, nas quais 53 adolescentes desenvolveram as seguintes atividades: a leitura de textos escolhidos por eles a partir de uma lista pré-selecionada pelo pesquisador; a resposta por escrito a questionários sobre esses textos; a apresentação de seminários sobre as temáticas polêmicas relacionadas ao texto; a realização de debates com as temáticas de maior interesse. Além do registro escrito de todas as produções dos alunos a pesquisa contou com a gravação em vídeo de 25 seminários e dois debates orais. A escola onde as atividades foram realizadas é particular e localiza-se na Zona Norte da cidade de São Paulo. Tomando como base os referenciais teóricos da Análise de Discurso Francesa e da Lógica Informal, analisou-se a apropriação do debate realizada pelos estudantes ao longo do desenvolvimento da unidade didática. Os dados apontam que os estudantes apresentaram posicionamentos críticos a respeito da produção científica e conseguiram compreender diversos aspectos acerca dos conteúdos de física, ilustrando o potencial desta estratégia pedagógica. / This research has as its central theme the use of Texts of Science Communication (TDC) as a mobilizing tool to promote controversial opinion of debates in the classroom. This is an empirical study, with data collected by the teacher himself from the wild and theoretical assumptions of interpretative character. The aim is to analyze how high school students make meaning of the Contemporary Physics from the reading of TDC and debates in the classroom. For this, a teaching unit containing 10 lessons was drawn up, in which 53 teenagers have developed the following activities: reading texts chosen by them from a pre-selected by the researcher list; the written answers to questionnaires about these texts; seminar presentation on issues related to the controversial text; conducting discussions with the themes of interest. In addition to the written record of all the productions of the students research had the video recording of 25 seminars and two oral debates. The school where the activities took place is private and is located in the north of the city of São Paulo. Based on the theoretical frameworks of the Discourse Analysis and Informal Logic, analyzed the appropriation of the debate held by the students during the development of the teaching unit. The data indicate that students had critical positions regarding the scientific production and managed to understand many aspects about the physics content, illustrating the potential of this pedagogical strategy

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-04-25T12:46:44Z No. of bitstreams: 1 PDF - José Fernando de Melo.pdf: 5925346 bytes, checksum: 4c919034ad26f87993fd7f4b1c441f21 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-06-13T20:27:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - José Fernando de Melo.pdf: 5925346 bytes, checksum: 4c919034ad26f87993fd7f4b1c441f21 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T20:29:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - José Fernando de Melo.pdf: 5925346 bytes, checksum: 4c919034ad26f87993fd7f4b1c441f21 (MD5) Previous issue date: 2014-05-26 / In the last three decades the research in Physics Education have pointed to the need for the use of Modern and Contemporary Physics (MCP) in High School, as a way to achieve of the Physics’ modernization and renewal contents at this degree of education. However, a few reflections have come to the classroom, and most of the times when they arrive, bring with them the same problems faced like as the previous curriculum, such as complicated mathematical formalism, overburdened workload or lack of appropriate training for teachers. Between these problems, this paper aims to present a didactic proposal to work content (MCP) in High School, using as a support to the science’s history and philosophy. The historical episode studied concerns the development of research into the structure of matter between the late nineteenth and early twentieth century, a period of strong conceptual change in Physics. After a description of didactic proposal, we report the experience of applying it in a class of third year High School students in a school in the city of Campina Grande. / Nas três últimas décadas as pesquisas na área de Ensino de Física têm apontado para a necessidade de utilização da Física Moderna e Contemporânea FMC no ensino médio como uma forma de se alcançar uma modernização e renovação dos conteúdos de Física nesse nível de ensino. No entanto, poucos reflexos têm chegado às salas de aula, e na maioria das vezes quando chegam, trazem consigo os mesmos problemas enfrentados pelo currículo anterior, tais como a formalismo matemático complicado, carga horária sobrecarregada ou a falta de uma formação adequada para os professores. Em meio a esses problemas o presente trabalho tem como objetivo principal apresentar uma proposta didática para trabalhar conteúdos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio, utilizando como auxílio à história e filosofia da ciência. O episódio histórico estudado diz respeito ao desenvolvimento das investigações acerca da estrutura da matéria entre o final do século XIX e início do século XX, período de fortes mudanças conceituais na Física. Após a descrição da proposta didática, relatamos a experiência da aplicação da mesma em uma turma do terceiro ano do Ensino Médio de uma escola da cidade de Campina Grande.

Orientador: Prof. Dr. José Kenichi Mizukoshi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, 2016. / A física no ensino médio brasileiro apresenta vários problemas, destacando-se o conteúdo ultrapassado, com um enfoque quase somente em física clássica, e a metologia de ensino em que o professor, como detentor do conhecimento, treina à exaustão os alunos em resoluções de problemas visando o vestibular. É nesse cenário que emerge o nosso produto educacional desta Dissertação, no âmbito do programa Mestrado Nacional Prossional em Ensino de Física. Com o objetivo inserir a física moderna e sobretudo a contemporânea em sala de aula e permitir novas metodologias de ensino, nós criamos uma website sobre a matéria escura, um tema bastante instigante e que atualmente constitui uma das grandes questões fundamentais da Natureza. O seu conteúdo, em sintonia com a realidade dos jovens atuais e acessível a um típico aluno do ensino médio, é formado por textos simples e possui links para vídeos, seções de curiosidade, links para artigos cientícos e acessos para materiais mais avançados. Pesquisas de satisfação em um grupo de mais de cem alunos indicam que o nosso produto educacional teve uma boa aceitação e poderá, portanto, servir de referência básica para o ensino de matéria escura no ensino médio. / The physics courses in the Brazilian high school have several limitations and problems. Among them, we can highlight the outdated contents, with emphasis only in the classical physics, and teaching methodology, where the teacher as the holder of knowledge, trains the students to exhaustion in solving textbook problems for their success on the examination entrance to a university. In order to oer some alternatives to this scenario, we developed an educational product within the program Mestrado Nacional Prossional em Ensino de Física, which is described in this master's dissertation. Our educational product is a website about the dark matter, a very exciting topic which currently constitutes one of the greatest fundamental questions of Nature. This website has a twofold appeal: an introductory material of contemporary physics at the high school classes through a resource which is more familiar to the students of the twentyrst century. In tune with youngsters, the website presents a non-technical text understandable for a typical high school student, lled with videos, curiosity sections, links to scientic texts and advanced materials on the dark matter. A survey with more than a hundred of high school student indicated that the website had a good acceptance, in both content and presentation. Due to this positive feedback, we believe that our website could be an interesting educational product to serve as a basic resource for teaching dark matter at the high school level.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-15T14:42:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Victor Helerbrock Mendonça - 2018.pdf: 6753278 bytes, checksum: 6741ba09a1e9b7ba44ef23b86fd1d89a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-15T14:52:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Victor Helerbrock Mendonça - 2018.pdf: 6753278 bytes, checksum: 6741ba09a1e9b7ba44ef23b86fd1d89a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-15T14:52:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Victor Helerbrock Mendonça - 2018.pdf: 6753278 bytes, checksum: 6741ba09a1e9b7ba44ef23b86fd1d89a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-07-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The present work aims to describe pertinent theoretical aspects related to the scope of quantum computation, an increasing ascent area in contemporary physics, besides presenting the elaboration and application of a virtual learning environment created in the Moodle platform directed to high school students. Through AVA, it was intended that students produce new knowledge, seeking to promote their scientific literacy regarding the fundamental aspects of quantum computing / O presente trabalho se objetiva a descrever os aspectos teóricos pertinentes ao âmbito da computação quântica, uma área de crescente ascensão na Física contemporânea, além de apresentar a elaboração e aplicação de um ambiente virtual de aprendizagem criado na plataforma Moodle direcionado para alunos do Ensino Médio. Através da utilização do AVA, pretendeu-se que os alunos produzissem novos conhecimentos, buscando a promoção de sua alfabetização científica relativa aos aspectos fundamentais da computação quântica.

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

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-10-17T13:15:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Xavier de Andrade - 2016.pdf: 8750687 bytes, checksum: b47edd6565843d8ae15e173adda15ab2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-17T17:16:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Xavier de Andrade - 2016.pdf: 8750687 bytes, checksum: b47edd6565843d8ae15e173adda15ab2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-17T17:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Xavier de Andrade - 2016.pdf: 8750687 bytes, checksum: b47edd6565843d8ae15e173adda15ab2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-10-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Among the main problems faced by Physics teachers in the Brazilian Basic Education system are: the distance of the contents studied from the daily lives of students and the lack of materials and methodologies suitable to work topics of Modern and Contemporary Physics in the classroom. Given the need to give referrals, at least in part, the problems mentioned above, the authors of this paper sought basically to work in three fundamental points: 1) Curriculum - expand undulating physics content to cover non-linear aspects of physical systems known such as the mass-spring system, the simple pendulum, waves on a string and shallow water in order to introduce the concept of soliton and some of its applications. 2) adaptable and accessible material for topics of Physics Nonlinear - talk about the educational potential of creating a website using the tools provided by "google sites"and present disclosure page (Solitons and phenomena nonlinear) and 3) methodology - report the experiences of the discussion of topics in nonlinear physics for high school students verifying the challenges and prospects of use of a website in the classroom context of a school public high school in the state of Goiás. Thus, it is _rst introduced the subject of study by presenting the research objectives and the dissertation of the structure and then we present topics of nonlinear physics based on systems which are usually treated only in a linear fashion in high school such as: the simple pendulum (when built a pendulum corresponding to na arrangement of coupled pendula), the mass-spring system (when we study a chain of particles coupled to each other by means of springs) and linear wave equation. The study of these systems leads respectively to the equation Sine-Gordon, the Toda model, and KdV equation when they are treated in a non-linear fashion. After these equations are discussed presented their solutions 1- and 2-solitons solutions using Hirota method. After analyzing the above systems, we discuss some natural physical phenomena where solitons are present and some of their technological applications. Later we perform a review of the literature, where we use theoretical concepts to support the use of Information and Communication Technologies (ICT) in science education, and presented a website built to introduce the subjects of nonlinear Physics in high school. Then we discuss a teaching sequence designed in order to provide the use of the internet page in the classroom and the results of the didactic sequence implementation are reported in the classroom indicating that the creation and use of a website is a important tool to work subjects of Nonlinear Physics in high school to allow the use of multiple virtual learning objects and motivate the continuity of the learning process outside the classroom context. / Entre os principais problemas enfrentados pelos professores de Física da Educação Básica brasileira se encontram: o distanciamento dos conteúdos estudados com o cotidiano dos estudantes e a falta de material e metodologias adequados para se trabalhar tópicos de Física Moderna e Contemporânea em sala de aula. Diante da necessidade de dar encaminhamentos, ao menos em parte, aos problemas, acima citados, os autores desta dissertação buscaram atuar basicamente em três pontos fundamentais: 1)Currículo - expandir os conteúdos de Física Ondulatória para abranger aspectos não-lineares de sistemas físicos conhecidos como o sistema massa-mola, o pêndulo simples, as ondas numa corda e em águas rasas com o intuito de introduzir o conceito de sóliton e algumas de suas aplicações para que professores da Educação Básica possam discutí-los em sala de aula; 2) Material adaptável e acessível de divulgação de tópicos de Física Não-Linear - discorrer sobre as potencialidades educacionais da criação de uma página na internet usando as ferramentas disponibilizadas pelo "google sites" e apresentar a página de divulgação "Sólitons e fenômenos não-lineares" e 3) Metodologia - relatar as experiências da discussão de tópicos de Física Não-Linear no Ensino Médio veri_cando os desa_os e potencialidades da utilização de uma página na internet no contexto de sala de aula de uma escola pública de Ensino Médio do Estado de Goiás. Dessa forma, inicialmente é introduzido o tema de estudo através da apresentação dos objetivos da pesquisa e da estrutura da dissertação e em seguida são apresentados tópicos de Física não-linear de sistemas físicos conhecidos geralmente tratados apenas em uma forma linear no Ensino Médio a saber: o pêndulo simples, o sistema massa-mola e equação de onda linear. O estudo desses sistemas em uma forma não-linear nos levam respectivamente à equação de Sine-Gordon (quando construímos um arranjo de pêndulos acoplados), ao Modelo de Toda (quando estudamos uma rede com N massa-molas ligados), e a Equação de KdV. Após discutidas essas equações são apresentadas as suas soluções para 1 e 2-sólitons utilizando o método de Hirota. Após a análise dos sistemas supracitados discorremos sobre alguns fenômenos físicos naturais onde os sólitons estão presentes e algumas aplicações tecnológicas dos mesmos. Posteriormente é feita uma revisão de literatura, onde utilizamos concepções teóricas para fundamentar a utilização das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) no ensino de Ciências, e apresentada uma página na internet construída para introduzir os assuntos de Física Não-Linear no Ensino Médio. Por fim, discorre-se sobre uma sequência didática pensada de forma a propiciar o uso da página da internet em sala de aula e são relatados os resultados da implementação da sequência didática em sala de aula indicando que a criação e utilização de uma página na internet é uma importante ferramenta para se trabalhar assuntos de Física Não-Linear no Ensino Médio ao permitir o uso de diversos objetos virtuais de aprendizagem e motivar a continuidade do processo de aprendizagem fora do contexto de sala de aula.