Discursos de professores e de livros didáticos de física do nível médio em abordagens sobre o ensino da física moderna e contemporânea: algumas implicações educacionais

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

A sistemática incompreensão da teoria quântica e as dificuldades dos professores na introdução da Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio

O objetivo desta pesquisa é avaliar a proposta de introdução da Física Moderna e Contemporânea no Nível Médio da Educação Básica. Parte-se do pressuposto de que os professores assumem, às vezes até subconscientemente, que a teoria base da FMC é incompreensível. Investigamos, em 2007, os discursos de cinco professores de Física de um município da região Nordeste, visando compreender as possibilidades desses professores introduzirem a FMC em suas aulas de Física e em que medida estas possibilidades estão associadas às suas formações profissionais. Para a construção e análises dos discursos pautamo-nos na Análise de Discurso Francesa e em referenciais da Teoria Crítica da Educação. Constatamos que apesar de atribuírem papel relevante à introdução da FMC no Nível Médio, os professores não estão encarando este desafio.

Física Moderna e Contemporânea no ensino médio e a formação de professores: desencontros com a ação comunicativa e a ação dialógica emancipatórias

Taking into consideration various argumentation perspectives, the introduction of Modern and Contemporary Physics at High School level has been defended by various researchers. In the present qualitative nature research, we heard and interpreted ten High School physics teachers’ discourses, aiming to analyze how their initial education, regarding to Modern and Contemporary Physics, was based in a rationality which matches with the communicative and the dialogical actions. Teachers of our sample were individually interviewed and, at that time, they had finished their initial undergraduate program at least five years before. Teachers’ discourses interpretation was supported by some French school discourse analysis’ concepts, Jürgen Habermas’ communicative action, Freire’s dialogical action, as well as teachers’ education research critical referential. The discourses interpretations evidenced that these teachers’ education, with respect to Modern and Contemporary Physics, was mainly based in technical-instrumental rationality basis. This perspective did not help teachers’ autonomy construction in order to work these subjects in their classes, mainly in a perspective coherent with the teachers’ emancipation, producing reflexes in classroom physics teaching. The study evidenciates the necessity of future teachers’ professors revise theirs teaching practice, as well studying other curricular structures, regarding to Modern and Contemporary Physics teaching.

Física Moderna no Ensino Médio: um experimento para abordar o efeito fotoelétrico

Considering the importance of the inclusion of Modern and Contemporary Physics in the curriculum of Physics in High School, it is proposed in this work an experimental activity, made with low- cost materials, which presents the photoelectric effect. This activity can be used articulating this phenomenon with some technological applications experienced by the students in their daily lives. When working the experiment, the teacher can encourage students to investigate what happens during its execution and, through questions, get them to express their ideas in the previous attempt to explain its operation. This articulation linked to social interaction in the classroom can arouse the students’curiosity and motivation of students to learn the subject taught in classroom.

Física e contemporaneidade no ensino secundário: um contributo no âmbito da formação de professores

O presente trabalho versa a problemática da abordagem da Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Secundário no quadro dos desafios que se colocam à educação científica actual. Num mundo em mudança em que o futuro não está garantido, o esforço educativo deve incluir a dimensão da importância do conhecimento na transformação dos indivíduos com vista à intervenção. A literatura tem apresentado a transposição para a sala de aula da Física desenvolvida ao longo do século XX, como relevante neste domínio. Esta relevância prende-se com a actualidade do conhecimento, com a associação a grande parte da tecnologia actual e ainda com a ligação ao conhecimento mais profundo da natureza e, supostamente, ao sentido do universo. Porém, uma escola de cariz essencialmente transmissivo e desencorajadora de itinerâncias pessoais, tornará muito limitativa a referida transposição. Vários são os constrangimentos da abordagem da FMC neste nível de ensino. Trata-se de um conhecimento contra-intuitivo, que suscita interpretações diversificadas e que se desenvolve formalmente com base em ferramentas matemáticas, em grande parte, não acessíveis a alunos do Ensino Secundário. A formação de professores é uma vertente essencial dentro desta problemática, podendo ser considerada, em muitos casos, deficiente ou desadequada por via do mesmo tipo de constrangimentos referidos. Este trabalho propõe-se estudar as possibilidades e potencialidades da formação de professores no contexto apresentado, a partir de um cenário alternativo que consideramos inovador. Para isso foi concebido, implementado e avaliado um Círculo de Estudos no âmbito da formação em FMC. Utilizando uma estratégia de investigação/ acção/ formação, ensaiou-se a integração de uma certa transdisciplinaridade e multidimensionalidade humana num percurso de natureza complexa, procurando-se a emergência a partir da interacção. À partida eram procurados indicadores de construção identitária e desenvolvimento da profissionalidade. Era ainda esperada a participação dos professores formandos na construção de materiais didácticos. Utilizando uma metodologia de cariz qualitativo na tipologia de estudo de caso, os dados foram recolhidos a partir de instrumentos preparados para o efeito como questionários, mas também de outras fontes como textos reflexivos dos professores e materiais didácticos elaborados pelos mesmos. Os resultados obtidos são de dois tipos. Em primeiro lugar mostram que o percurso efectuado produziu alterações ao nível do discurso dos professores, que revela valorização da itinerância e abertura à incerteza na abordagem da FMC, bem como uma maior familiarização com os conceitos. Por outro lado, os materiais de utilização em sala de aula produzidos foram considerados de interesse como contributos didácticos para utilização futura. Pensamos ainda poder afirmar que são apresentados elementos importantes para a definição de um desenho de formação de professores em FMC, com vista a um ensino e a uma aprendizagem pertinentes.

O ensino de estrutura da matéria na disciplina de física: uma análise de estruturas conceituais para a modelagem do currículo

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

Elaboração de um material didático aplicado ao ensino de física para utilização do experimento virtual da dupla fenda

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelo gerador de questões no reforço da aprendizagem das radiações e conteúdos de física moderna no ensino secundário

Os avanços e a disseminação do uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) descortinam novas perspetivas para a educação com suporte em ambientes digitais de aprendizagem usados via internet (Fiolhais & Trindade, 2003). A plataforma usada no Projeto Matemática Ensino (PmatE) da Universidade de Aveiro (UA) é uma das ferramentas informáticas que suporta esses ambientes através da avaliação baseada no Modelo Gerador de Questões (MGQ), possibilitando a obtenção da imagem do progresso feito pelos alunos (Vieira, Carvalho & Oliveira, 2004). Reconhecendo a importância didática desta ferramenta, já demonstrada noutras investigações (por exemplo, Carvalho, 2011; Pais de Aquino, 2013; Peixoto, 2009), o presente estudo tem como objetivo geral desenvolver material didático digital de Física, no contexto do programa moçambicano de Física da 12ª classe, para alunos e professores sobre radiações e conteúdos da Física Moderna. Pretendeu-se, ainda, propor estratégias de trabalho com recurso às TIC para a melhoria da qualidade das aprendizagens nesta disciplina. O estudo assentou nas três seguintes questões de investigação: (a) Como conceber instrumentos de avaliação das aprendizagens baseadas no modelo gerador de questões para o estudo das radiações e conteúdos da Física Moderna, no contexto do programa moçambicano de Física da 12ª classe? (b) Que potencialidades e constrangimentos apresentam esses instrumentos quando implementados com alunos e professores? (c) De que forma o conhecimento construído pode ser mobilizado para outros temas da Física e para o ensino das ciências em geral? O estudo seguiu uma metodologia de Estudos de Desenvolvimento, de natureza mista, que compreendeu as fases da Análise, Design, Desenvolvimento e Avaliação, seguindo como paradigma um estudo de cariz exploratório, com uma vertente de estudo de caso. Assim, na Análise, foi discutido o contexto da educação em Moçambique e a problemática da abordagem das radiações e conteúdos de Física Moderna no ensino secundário no quadro desafiante que se coloca atualmente à educação científica. No Design foram avaliadas as abordagens dasTIC no ensino e aprendizagem da Física e das ciências em geral e construída a árvore de objetivos nos conteúdos referidos na fase anterior. Na fase do Desenvolvimento foram construídos os instrumentos de recolha de dados, elaborados os protótipos de MGQ e sua posterior programação, validação e testagem em formato impresso no estudo exploratório. Na Avaliação, foi conduzido o estudo principal com a aplicação dos modelos no formato digital e feita sua avaliação, o que incluiu a administração de inquéritos por questionário a alunos e professores. Os resultados indicam que na conceção de MGQ, a definição dos objetivos de aprendizagem em termos comportamentais é fundamental na formulação de questões e na análise dos resultados da avaliação com o objetivo de reajustar as estratégias didáticas. Apontam também que a plataforma do PmatE que suporta os MGQ, embora possua constrangimentos devido a sua dependência da internet e limitações de ordem didática, contribui positivamente na aprendizagem e na identificação das dificuldades e principais erros dos alunos, por um lado. Por outro, estimula através da avaliação os processos de assimilação e acomodação do conhecimento. O estudo recomenda a necessidade de mudanças nas práticas de ensino e de aprendizagem para que seja possível a utilização de conteúdos digitais como complemento à abordagem didática de conteúdos.

O uso da astronomia como instrumento para a introdução ao estudo das radiações eletromagnéticas no ensino médio

Este trabalho relata a utilização de tópicos ligados à Astronomia, como motivação educacional, a fim de inserir o estudo das radiações eletromagnéticas com abordagem na Física Moderna e Contemporânea. Em geral, a bibliografia atual disponível trata deste assunto (sob o título “ondas eletromagnéticas”) no capítulo relacionado a “ondas”, dentro da Física Clássica, não abordando assim, conceitos da Física Moderna: dualidade onda partícula, quantização da energia, efeito fotoelétrico, Lei de Planck, etc. O tema foi abordado utilizando atividades práticas: observação do Sol, observação do céu com telescópio, simulação computacional através de applets disponíveis na Internet, atividades de laboratório, sempre partindo de aspectos relacionados à Astronomia. A proposta foi aplicada em uma turma de terceira série de Ensino Médio, do Instituto Estadual de Educação de Sapiranga, cidade do Vale do Rio dos Sinos. Este trabalho foi embasado pela Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel e de Novak, e pela Teoria de mediação de Vygotsky. A partir dos dados colhidos através de testes comparativos, entrevistas e depoimentos dos alunos, foi possível detectar que eles estiveram motivados para a aprendizagem, sendo que alguns inclusive passaram a interessar-se mais pela disciplina de Física. Ao finalizar a aplicação desta proposta de trabalho, foi criado um CD com textos, simulações e sugestões para aplicações em sala de aula.

Utilizando as ciências espaciais e a astronáutica na construção de atividades práticas em ensino de física

In this work we consider the use of new technologies fron the Space Science and Astronautical, in the learning process, incorporating technical and conceptions of physics Spatial what can take on the response of some problems what there are a lot insistent in populate the mind of professors and followers regarding agreement of these conceptions into the level Average. Intending to bring another contribution to Physics teaching practice, especially Classical Mechanics, but introducing many introductory concepts from Modern Physics, since this topic is considered of great interest for teachers and students, for it involves high technology. It s advanced manufacturing demand certain processes that make possible the application of those concepts

Construção de conceitos de física moderna e sobre a natureza da ciência com o suporte da hipermídia

Apresentam-se os resultados de uma pesquisa sobre a construção de conceitos de Física Moderna e sobre a natureza da Ciência com o apoio da hipermídia, que envolveu a produção e avaliação de um software educacional. A proposta didática fundamentou-se na Teoria da Aprendizagem de Ausubel, em orientações para a implementação de sistemas hipermídia educacionais e em abordagens derivadas da pesquisa em Ensino de Ciências, dentre as quais o enfoque Ciência-Tecnologia-Sociedade, ponderações quanto à importância pedagógica da História e Filosofia da Ciência e considerações sobre a inserção de Física Moderna no Ensino Médio. O programa foi avaliado por pesquisadores de Ensino de Física e licenciandos de Física e, após a incorporação de algumas sugestões realizadas, foi testado por estudantes do terceiro ano do Ensino Médio de uma escola pública. Obtiveram-se indícios de que o uso do computador foi fator de motivação dos estudantes; a diversidade de elementos de mídia auxiliou-os a fixar a atenção sobre o conteúdo e favoreceu a visualização e interpretação dos fenômenos, facilitando ainda o raciocínio; o hipertexto estruturado em conformidade com princípios ausubelianos contribuiu para a percepção da relação entre os conceitos e ajudou no desenvolvimento de subsunçores para apoiar a aprendizagem subseqüente. Constatou-se que a proposta didática avaliada favoreceu a evolução das concepções da maior parte dos estudantes quanto ao conceito de equivalência massa-energia e suas implicações; às relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade, incluindo aspectos ambientais e políticos; ao papel da Ética no desenvolvimento e aplicação dos conhecimentos científicos; ao progresso da Ciência ao longo do tempo.

A temática ambiental, o processo educativo e os temas controversos: implicações teóricas e práticas para o ensino de física

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Construção de conceitos de física moderna e sobre a natureza da ciência com o suporte da hipermídia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)