A Física das Partículas Elementares na Perspectiva da Atualização/Modernização

dos Currículos da Escola Média:

Prof. Dr. Maurício Pietrocola

Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da

Faculdade de Educação da USP

ENSINO ATUAL DE FÍSICADesperta pouco interesse nos alunos

Desatualizado cientificamente

Restrito a poucos domínios: Mecânica

Centrado em poucas habilidades: resolução direta de exercícios

Problema complexo: como/o que mudar?

Currículo Atual• Mecânica newtoniana;

• cinemática-meados sec. XVII

• dinâmica- final do sec. XVII

• Termodinâmica• termometria - meados sec. XVII

• trocas de calor - sec. XVIII

• máquinas térmicas - sec. XIX

• Eletromagnetismo• eletrostática - final sec. XVIII

• indução eletromag. - meados sec. XIX

• campo elétrico - final do sec. XIX

Teorias Clássicas: 100 anos de defasagem!!

Demanda por AtualizaçãoNovas Tecnologias

– Tecno-natureza

PCNs - Física Moderna e Contemporânea

Ostermann e Moreira 98 - Pesquisa junto a professores e pesquisadores

Física de partículas, cristais líquidos, supercondutores, Teoria da Relatividade, Mecânica Quântica

Divulgação científica:

revistas

Internet

RISCOS NAS MUDANÇAS

Ser guiado por “modismos”

Propor mudanças Utópicas

PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA

Hipótese de trabalho

Necessidade de Modernização de conteúdos:

Inserção de Física Moderna e contemporânea

Transposição Didática

Saber Sábio - textos científicos

≠Saber a Ensinar

manuais/livros didáticosprogramas

Saber Ensinado -aula

Noosfera

ProfessorAluno

Saber

Sistema didático

Saberes Escolares ≠ Saberes CientíficosCondicionantes

Redução do tempo

necessidade de simplificação

Dilemas

a)proximidade dos processos reais

ou

b)abandoná-los em prol de objetivos educacionais

Riscos

a)inviabilidade temporal, inadequação

b)descaracterização do saber

Desgaste dos Saberes Escolares

Desgaste biológico desatualização científica:

• Sim - saberes oriundos de séculos passados

Desgaste “Moral”

Por um lado, inadequação ao Meio Ambiente - Sociedade:

Física escolar não é percebida como importante

Por outro lado, Termodinânica, Mecânica e Eletromagnetismo modernizados

Incompatibilidade do Sistema de Ensino com o Meio Social

“Sobrevivência dos Saberes”

Consenso

Atualidade

moral - necessidades sociais

biológica - em relação ao Saber Sábio

Operacionalidade - conteúdos devem ser ensináveis e avaliáveis

Criatividade didática - identidade própria no contexto escolar

Terapêutica - terem “funcionado” na sala de aula

Seleção de conteúdos1. Introdução à Teoria Quântica

2. Mundo do muito pequeno: Física Nuclear e de Partículas

3. Teoria da Relatividade

“Estranhamento” em relação ao mundo vivencial

Por que Física de Partículas?Em relação aos alunos: Curiosidade/motivação de prospectar novos “mundos” - similar aos livros de aventura/ficção científica.

Em relação aos Professores: Adequação aos condicionates da sala de aula - produção de atividades (fenomenologia) - terapeutica

Em relação ao Saber (Física): Modernização dos conteúdos escolares com ensino temas mais próximos da pesquisa contemporânea

Produção, aplicação e avaliação de Seqüências de EnsinoTemas:

Dualidade onda-partícula

Partículas elementares

Teoria da Relatividade

Público Estudantil:

15 a 17 anos (final da escola secundária

Tempo:

2 aulas semanais durante 28 semanas

• Filmagens

• Análise documental

Textos escritos

Exames

Atividades propostas

Exercícios

• Entrevistas

Tomada de dados/Análise

Siqueira, 2006 - dissertação de mestrado - IF/FE-USP

Curso de Física de partículas elementares para ensino Médio: Aulas filmadas em 2005 numa escola da rede pública estadual de São Paulo

Dados e Análise

Atividade “radiações”

Atividade do Espalhamento Rutherford• Tema: O modelo atômico de Rutherford e a experiência com

espalhamento.

• Objetivo: Discutir os métodos desenvolvidos por Rutherford no começo de 1900, e que, ainda são usados em

nossos dias pelos físicos de partículas, em experimentos com aceleradores.

• Conteúdo Físico: Modelo atômico de Rutherford (experimento com partículas ) e modelo atômico de Bohr.

• Motivação: O estudo detalhado de como Rutherford desenvolveu seus métodos para medir características de

objetos que não podemos ver e a evolução dos modelos atômicos

• Recursos de ensino

· Roteiro da atividade 5

· Placas de madeira (com desenhos de figuras geométricas em relevo na parte de baixo da placa) para

atividade 5

· Bolinhas para atividade 5

· Discussão entre professor e alunos

Resultados

1. Pesquisa

• Dissertações, teses, artigos

2. Intervenção• Produção de material de ensino, Proposta

curricular de São paulo

Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da Faculdade de

Educação da USP

WWW.NUPIC.INCUBADORA.FAPESP.BR

OBRIGADO!!

Mesa redonda

Obstáculos didático-pedagógicos

Estrutura curricular: Pré-requisitos

Formação dos professores

Tipos de atividades propostas

Seleção de conteúdos

Avaliação

Obstáculos Epistemológicos

Linguagem/formalização

Estruturação conceitual

Fenomenologia

Ontologia de base

matéria: Física série: 3a bimestre: 3a Quarta prova data: 19/07/08

caderno do

ensino médio

3º bimestre

PROFESSOR

3ª SÉRIE

FÍSI

CA- 2008

ensino médioensino médio

matéria: Física série: 3a bimestre: 3a Quarta prova data: 19/07/08

SUMÁRIO

São Paulo faz escola – Uma Proposta Curricular para o Estado 5

Ficha do Caderno 7

Orientação sobre os conteúdos do bimestre 8

Tema 1 – Matéria, suas propriedades e organização. Átomo: emissão e absorção da radiação 9

Situação de Aprendizagem 1 – Objetos que compõem o nosso mundo: semelhanças e diferenças 11

Situação de Aprendizagem 2 – Como podemos “ver” um átomo? 14

Situação de Aprendizagem 3 – Dados quânticos 18

Situação de Aprendizagem 4 – Identi!cando os elementos químicos dos materiais 22

Situação de Aprendizagem 5 – Um equipamento astronômico 25

Situação de Aprendizagem 6 – Astrônomo amador 30

Situação de Aprendizagem 7 – O misterioso laser 33

Grade de avaliação das Situaçõesde Aprendizagem 37

Propostas de questões para aplicação em avaliação 38

Tema 2 ! Fenômenos Nucleares 39

Situação de Aprendizagem 8 – Formação nuclear 40

Situação de Aprendizagem 9 – Decaimentos nuclear: uma família muito estranha 44

Situação de Aprendizagem 10 – Desvendando o que há por dentro da “caixa-preta” 48

Grade de avaliação das Situaçõesde Aprendizagem 51

Propostas de questões para aplicação em avaliação 52

Proposta de Situações de Recuperação 53

Recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para acompreensão do tema 54

Considerações "nais 55

caderno do

ensino médio

4º bimestre

PROFESSOR

3ª SÉRIE

FÍSI

CA- 2008

ensino médioensino médio

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SUMÁRIO

São Paulo faz Escola – Uma Proposta Curricular para o Estado 5

Ficha do Caderno 7

Orientação sobre os conteúdos do bimestre 8

Tema 1 ! Física de Partículas Elementares 9

Situação de Aprendizagem 1 – A matéria em uma perspectiva histórica 10

Situação de Aprendizagem 2 – A ciência no Brasil 13

Situação de Aprendizagem 3 – Novas partículas no cenário da Física 16

Situação de Aprendizagem 4 – Transformações de partículas 24

Situação de Aprendizagem 5 – O modelo dos quarks 27

Situação de Aprendizagem 6 – Aceleradores de partículas: novas perspectivas para o conhecimento 30

Tema 2 ! Microeletrônica e Informática 33

Situação de Aprendizagem 7 – Os meios de comunicação 33

Situação de Aprendizagem 8 – Transistores: o ouvido eletrônico 36

Situação de Aprendizagem 9 – A informação e a tecnologia na vida atual 40

Grade de Avaliação 42

Proposta de Situações de Recuperação 44

Recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para a compreensão do tema 45

Considerações Finais 46

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