O uso da linguagem matemática na física clássica como obstáculo epistemológico na formação de professores de matemática na Universidade do Estado do Pará - UEPA : um estudo de caso

Este estudo realizado no Curso de Formação de Professores de Matemática da Universidade do Estado do Pará- UEPA, teve como finalidade verificar o obstáculo epistemológico, encontrado na aplicabilidade da linguagem matemática em sistemas físicos, através da relação existente entre as dificuldades dos licenciandos em Matemática na aprendizagem de Física Clássica e a prática da Matemática como linguagem nas disciplinas específicas do curso de Matemática, e as possíveis conseqüências à futura prática pedagógica desses professores, no nível fundamental e médio. Para desenvolvê-lo recorri à pesquisa qualitativa em uma abordagem etnográfica. Delimitei como sujeitos da pesquisa 15 alunos de uma turma do 3° ano que cursavam a disciplina Física Geral do Curso de Licenciatura Plena em Matemática no ano de 2000 para obter os dados necessários. Observei os alunos durante as aulas e seminários realizados e os entrevistei em busca de subsídios para o estudo.Concluo que há relação entre a dificuldade na aprendizagem da Física Clássica e a prática da Matemática como linguagem nas disciplinas específicas do Curso de Licenciatura Plena em Matemática e a futura prática pedagógica no ensino fundamental e médio. Concluo também que falta aos professores que ministram estas disciplinas superar um obstáculo epistemológico em relação ao conhecimento matemático, isto é, uma prática consistente e articulada à teoria e prática da linguagem matemática. Ao final, indico referenciais para possíveis mudanças no Curso e espero que essas mudanças contribuam para uma aprendizagem significativa na formação de futuros professores de Matemática nas universidades comprometidas com a formação do licenciado em Matemática ou naquelas que fazem uso da própria Matemática.

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)

Uso de experimentos, confeccionados com materiais alternativos, no processo de ensino e aprendizagem de Física: Lei de Hooke

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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.

Unidade e multiplicidade do tempo: uma abordagem transdisciplinar

Procurou-se, neste trabalho, pensar o tempo no contexto das ciências da saúde, no qual se entrelaçam aspectos físicos, biológicos, psicológicos e sociológicos. Enquanto em nossa percepção do mundo e de nós mesmos o tempo se apresenta sob muitas facetas, na física clássica, conforme o modelo newtoniano, assumia-se a existência de um tempo absoluto, unilinear, homogêneo e independente do observador. Com a teoria da relatividade e o estudo dos sistemas complexos, um novo conceito de tempo apresenta-se na física: o tempo fractal, o qual possibilita maior compatibilidade com as abordagens psicológicas e sociológicas. Nesta perspectiva, a experiência de vida de uma pessoa, e seus respectivos processos de construção da saúde, envolveria uma multiplicidade de tempos, que coexistem e se organizam segundo um padrão coerente de auto-similaridade. Uma quebra desse padrão estaria correlacionada com a ocorrência da doença. Sugere-se que uma abordagem mais adequada do adoecimento deveria levar em conta, como referência para o profissional de saúde, o conceito de tempo fractal, possibilitando maior sintonia do paciente com a complexidade da natureza e, por conseguinte, consigo mesmo.

Harmonical oscillator and electro-mechanical analogy: an interdiscinary experiment to high precision mass variation measurements

De forma geral, os cursos de física clássica oferecidos nas universidades carecem de exemplos de aplicações nas áreas de química e biologia, o que por vezes desmotivam os alunos de graduação destas áreas a estudarem os conceitos físicos desenvolvidos em sala de aula. Neste texto, a analogia entre os osciladores elétrico e mecânico é explorada visando possívies aplicações em química e biologia, mostrando-se de grande valia devido ao seu uso em técnicas de medição de variação de massa com alta precisão, tanto de forma direta como indireta. Estas técnicas são conhecidas como técnicas eletrogravimétricas e são de especial importância em aplicações que envolvem biossensores. Desta forma, o texto explora o estudo da analogia eletromecânica de forma interdisciplinar envolvendo as áreas de física, química e biologia. Baseado nessa analogia é proposto um experimento que permite a sua aplicação em diferentes níveis conceituais dessas disciplinas, tanto em abordagem básica como mais profunda.

O nexo geometria fractal - produção da ciência contemporânea tomado como núcleo do currículo de matemática do ensino básico

Pós-graduação em Educação Matemática - IGCE

Calor e temperatura: uma revisão dos conceitos nas diferentes abordagens físicas

This work research and analyses the formulations and concepts of heat and temperature presented in Physics textbooks. These issues are deemed important because students often have difficulties differentiating and understanding such concepts, which compromises their education. The goal is to show that well-established relationships between Physical quantities such as energy, pressure, heat and temperature, even in different theories of Classical and Quantum Physics are not enough to define either temperature or heat. It also presents simple experiments that complement the teaching and learning of these concepts

Particle Physics in the teaching practice of the participants of the School of Physics CERN

A atualização dos currículos escolares e, em especial, a inserção de assuntos de física moderna e contemporânea já foram defendidos com justificativas satisfatórias, tanto por professores em atividade escolar como por pesquisadores da área de ensino de física. Entre os assuntos que deveriam ser discutidos encontramos a Física das Partículas Elementares. O ensino deste tópico é justificado pelo fato dele permitir a discussão: a) de uma nova visão de mundo; b) de uma visão mais adequada da ciência; c) da reinterpretação da Física Clássica; d) da dinâmica da Ciência e seu desenvolvimento; e) da contribuição dos diversos cientistas; f) do papel da experimentação; g) do investimento financeiro e cooperativo de diversos países e pesquisadores. No entanto, para que a inserção de assuntos de física moderna e contemporânea ocorra de maneira eficiente é necessária a atualização dos professores que já estão em docência escolar, bem como uma formação adequada daqueles que estão em processo de formação inicial. Neste sentido, desde 2010 a Sociedade Brasileira de Física realiza anualmente a Escola de Física do CERN, na qual participam professores brasileiros de física de escolas públicas do Ensino Médio. Nesta escola são desenvolvidas aulas sobre física de partículas, sessões experimentais e visitas aos laboratórios do CERN. Perante isso, investigamos como os professores participantes da Escola de Física do CERN abordam a física de partículas em suas aulas após participarem dela.

Aplicações médicas das abordagens complexas não lineares: a geometria fractal do EEG

Pós-graduação em Saúde Coletiva - FMB

Tipos de representações mentais utilizadas por estudantes de física geral na área de mecânica clássica e possíveis modelos mentais nessa área

Neste trabalho, além de investigarmos o tipo de representação mental (proposições, imagens ou modelos mentais) utilizado por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Newtoniana, tentamos identificar possíveis modelos mentais que estes estudantes teriam sobre alguns conceitos físicos. Baseamos nosso estudo na Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Estudantes de nível universitário foram observados durante dois semestres com o objetivo de determinar o tipo de representação mental que eles teriam utilizado durante o curso, quando resolviam os problemas e as questões propostas nas tarefas instrucionais. Foi realizada uma entrevista no final do curso com a finalidade de encontrar elementos adicionais que nos permitissem inferir modelos mentais sobre conceitos físicos usados pelos estudantes na elaboração de suas respostas. Os resultados desta pesquisa sugerem a importância dos modelos mentais na compreensão e uso dos conceitos físicos. Parece que quanto mais “elaborados” os modelos mentais, mais facilmente os alunos poderiam compreender situações e contextos distintos daqueles trabalhados em aula.

A interpretação filosófica da mecânica quântica de Werner Heisenberg: ontologia matemática e a crise nos fundamentos da lógica clássica

Qual a Filosofia da Natureza que podemos inferir da Física Contemporânea? Para Werner Karl Heisenberg, prêmio Nobel de Física de 1932, a ontologia da Ciência Moderna, estruturada no materialismo, no mecanicismo e no determinismo já não pode servir de fundamento para a nova Física. Esta requer uma nova base ontológica, onde o antirrealismo, seguido de um formalismo puro, aparece como o princípio basilar de uma nova Filosofia Natural. Este trabalho visa investigar o pensamento filosófico, a ontologia antirrealista, formalista, a abordagem da tradição filosófica e da história da ciência de Werner Heisenberg e sua contribuição para a interpretação da mecânica quântica.

Canvis en la metodologia docent universitària. Reflexions i experiències portades a terme en assignatures de l'Àrea de Física Aplicada

La universitat ha de formar titulats amb perfils que responguin a una demanda, activa, més interdisciplinària i flexible. Una nova visió de la universitat s’està gestionant fonamentada en directrius i metodologies docents diferents respecte la visió clàssica. En aquest document hi ha dues vessants: en la primera es recull determinades estratègies dels autors i en la segona es detallen dues experiències d’aplicació de l’APB amb sistemes d’avaluació diferents. En cada experiència es realitza una comparativa dels resultats acadèmics obtinguts pels alumnes emprant la nova metodologia respecte el mètode clàssic

La mecánica : una ruptura con la física preclásica : Ciencias de la Naturaleza, Física y Química, cuarto curso : programa de actividades para el alumno.

Existe un ejemplar en lengua castellana con el título: La mecànica : una ruptura amb la física pre-clàssica : ciències de la natura, física i química, quart curs : alumnat. ISBN: 84-482-0066-7

Reflexões e contribuições para o ensino de gravitação clássica no nível médio

The subject of Classic Gravitation is part of the actual curriculum for High School in Brazil, and it is taught in the first year of that education level. This master thesis presents a research regarding the subject Classic Gravitation in High School. This research was based in two complementary guidelines of research and action. The first guideline was the analysis of 21 didactic books of physics which are the more frequently used in High School, in the city of Natal/RN. The second guideline, worked after being verified the most common deficiencies presents in the didactic books, was the elaboration, followed by a practical application, of a course suggesting how to approach that subject in the classroom. The Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (National Curricular Parameters for High School PCNEM) defend that Classic Gravitation is very important in the student s formation and that its study helps the comprehension of many nature s phenomena. Because of this vision of that subject by the PCNEM, the 21 analyzed books were separated in two groups: the first one, containing 10 books, was edited before the spreading of PCNEM, and the second, with 11 books, after that spreading. Whatever the group to which the didactic books belonged, the great majority of them let that subject in a second plan; two of them even suggesting, in the teacher s orientations, that the subject Gravitation can be suppressed in case of insufficient time . These analyses points that the PCNEM had produced no changes in the conception of the authors that wrote books regarding that subject. To analyze the didactic books, we elaborated a script which was used as an analysis tool, in which we put in evidence the relative importance of the historic and philosophic contextualization of the subject, the quotidian experience of the students and the interdisciplinary approach, among other aspects. It became evident that the didactic books give very little emphasis to historic aspects of the knowledge construction, to the relations with the day-by-day questions and to the interdisciplinary character of the subject Gravitation. It calls attention the non concordance among the authors opinions regarding the necessary previous knowledge or prerequisites the students should fulfill in order to begin to study Gravitation. The course we elaborated was given to a group of teachers as well as to students. In those courses we treated theoretical and practical aspects and emphasized historical questions and the ones which are related to people s daily life. The course for teachers was realized as an extra-mural activity of the UFRN and was given by the author of this thesis at the Escola Estadual Francisco Ivo Cavalcanti (a state public school in Natal/RN). There were 23 teachers present, from several public schools and several fields of knowledge. The thesis supervisor and the master degree s colleagues of the author acted as collaborators , reporting the participants opinions and speeches. The course to the students, on the other hand, had the participation of 300 regular students who belonged to 6 different 1st year classes of the High School Escola Marista de Natal (RN), in which the author acts as a physics teacher. The student s course was realized as part of the regular curriculum activities, in which three classes stood under the responsibility of the author and other three classes in charge of another Marista s teacher, who participated as a collaborator . The teacher s course as well as the students one were given in two stages, with five hours each. The first stage was divided in two moments, the first one focused on the survey of the spontaneous conceptions about gravitation, in which we worked basically with experiments of free throwing and pendulum, and the second one focused in theoretical presentations and quarrels about universe s models. In the second stage of the course we improved the study of Kepler s laws and the Newton s Universal Gravitation law, and we used as motivating tools some practices involving the construction of the solar system in scale. As instruments for evaluating both courses we used questionnaires and reported the speeches with participants opinions, beyond usual written evaluations in the course for the students. The teachers who participated in the course showed very good wills in realizing interdisciplinary practices; nevertheless, according their own speeches, they frequently came across the difficulty of how to do . From the experience we had in both courses, we conclude that the approach we propose hear to the teaching of the subject Classic Gravitation , supported on the tripod theory, practice and historical and philosophical aspects, is viable and effective. One hopes that this research may contribute in the formation of a opinion, among the teachers, concerning how to approach the subject of Classic Gravitation, and may offer suggestions in order those who want to apply that approach may develop classroom practices aiming to improve the teaching of that subject, which has a singular importance in the formation of High School students