INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I

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Guia da Disciplina

Introdução às Ciências Físicas I 1. A quem se destina

Esta disciplina integra a grade curricular dos cursos de formação de professores na área de ciências biológicas, física, química e matemática.

Os pré-requisitos para cursá-la são conhecimentos prévios de geometria e trigonometria (nível de ensino

médio) conhecimentos básicos da física do ensino médio tempo disponível para realização de atividades obrigatórias no pólo

(em média 2 horas a cada quinze dias, para a realização de experimentos de grande porte).

O material didático é constituído de 3 volumes de cadernos didáticos livros textos do ensino médio vídeos e cd-rooms experimentos montados nos pólos

2. O que é a disciplina de Introdução às Ciências Físicas I

Esta disciplina tem como objetivo discutir, com maior profundidade e sob um enfoque pedagógico de cunho experimental e construtivista, o conteúdo de física abordado no ensino médio. O estudante deve fazer experiências e refletir para elaborar um modelo para a observação que está fazendo, e avaliar o limite de validade de seu modelo. A formação matemática das observações é feita explicitamente, explorando as linguagens necessárias ao conhecimento de física: a linguagem falada e escrita e a linguagem matemática.

As atividades experimentais constituem parte fundamental da disciplina. O aluno deve refletir em cima de observações experimentais, que são propostas de forma tal que o fenômeno ou conceito em discussão surja da forma mais limpa possível. Todos os experimentos foram testados anteriormente, em grupos de professores de ensino médio, alunos de ensino médio e alunos de terceiro grau.

A abordagem do conteúdo é fruto de trabalhos realizados e experiência adquirida dentro do Instituto de Física da UFRJ e especialmente em seu Laboratório Didático. Baseia-se em pesquisas na área de ensino de Física e conclusões a respeito do processo de ensino-aprendizagem na área de ensino de Física.

A disciplina é, portanto, proposta com dois objetivos principais: aprofundar alguns dos conceitos de física que o estudante já viu, e o futuro professor ensinará, e fornecer capacitação a este estudante para uso desta metodologia e deste conteúdo em suas futuras atividades de ensino, mesmo que estas não se refiram exclusivamente ao ensino de física.

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Qual a ementa da disciplina

Ø O método científico: a observação de um fenômeno, a elaboração de um modelo para descrevê-lo, previsões a partir deste modelo e verificação destas previsões.

Ø A observação experimental e a realização de medidas envolvendo os conceitos de óptica geométrica: planejamento de uma experiência; a obtenção de dados experimentais e a incerteza nestes dados; medidas diretas de massa, comprimento, área, volume, unidade de medida. Ø Apresentação e interpretação de resultados experimentais: tabelas, gráficos; obtenção de informações a partir de gráficos.

Ø Sistema de referência: grandezas vetoriais, operacionalização do trabalho com vetores para descrição de grandezas físicas como força, posição, velocidade; a descrição de movimentos feita por diferentes pontos de vista (observadores). Ø A evolução das ideias sobre o sistema solar, a lua e suas fases.

4. Bibliografia

A bibliografia obrigatória para a disciplina é: Introdução às Ciências Físicas -- editado pelo CEDERJ, em três

volumes, de Maria Antonieta Almeida, Marta Feijó Barroso, Jose Adolfo S. de Campos, Stenio Dore de Magalhães.

Física – volume único, de Antonio Máximo e Beatriz Alvarenga, Editora Scipione

Física – vol. 1 e 2 do GREF – Grupo de Reestruturação do Ensino de Física, EDUSP.

No livro de Introdução às Ciências Físicas estão as aulas elaboradas pelos conteudistas do CEDERJ para essa disciplina. Ele é praticamente um guia de estudos extenso – contém textos, guias de laboratório e atividades experimentais, exercícios, leituras suplementares e remete para os textos de ensino médio.

Os livros (Antonio Máximo & Beatriz Alvarenga e GREF) são os livros com nível do segundo grau que devem ser trabalhados pelos alunos. Eles também são obrigatórios, uma vez que um dos objetivos da disciplina é familiarizar o estudante com textos de segundo grau de boa qualidade. Grande parte das atividades propostas está nesses textos. É impossível fazer a disciplina de Introdução às Ciências Físicas sem eles.

Existem alguns exemplares desses livros nas bibliotecas dos pólos.

5. Como a disciplina está estruturada

A disciplina é dividida em módulos, abordando os conceitos básicos de óptica, astronomia e mecânica.

Em cada um dos módulos, a observação e experimentação desempenham um papel fundamental. Existem atividades experimentais que

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exigem equipamentos disponíveis no pólo. Para realizá-las, o estudante deverá comparecer ao pólo regional (planeja-se a realização de uma atividade deste porte ao menos uma vez a cada quinze dias). Outras atividades – leituras, observações da natureza e reflexões – estão planejadas para realização em casa.

Com relação aos vídeos e livros, eles estão disponíveis nos pólos. Divisão da Disciplina

Módulo 1 – O método científico e o modelo geométrico para a luz

Aula 1 – Construindo um modelo geométrico para a luz Aula 2 – A propagação da luz, sua reflexão e refração Aula 3 – Espelhos planos e esféricos: as imagens formadas Aula 4 – Meios ópticos transparentes e as imagens formadas

Módulo 2 – As medidas experimentais e as observações terrestres

Aula 1 – A descrição dos movimentos Aula 2 – Os vetores e suas bases Aula 3 – Cinemática vetorial Aula 4 – O que muda o movimento Aula 5 – As leis de Newton da dinâmica Aula 6 – Os diversos tipos de movimento Aula 7 – A flutuação dos corpos: um exemplo antigo

Módulo 3 – Introdução à Astronomia

Aula 1 – A orientação no espaço Aula 2 – Orientação no tempo Aula 3 – O espaço que nos cerca

6. Como você deve trabalhar

Espera-se que o aluno conclua 1 (uma) aula por semana, cada aula correspondendo em média a 3 (três) horas de trabalho – seja lendo, seja realizando experimentos, seja resolvendo exercícios. Você deve habituar-se a trabalhar sempre com o seu caderno de anotações. Registre nele os dados obtidos nas atividades experimentais, as dúvidas surgidas durante as leituras, a resolução dos exercícios, e tudo mais que você achar necessário. Ele é um caderno de trabalho – não deve ser “passado a limpo”, arrumado. Servirá para você se auto-avaliar (que tal também auto-avaliar a sua capacidade de organização?). O que deve guiar seus estudos é o texto do material didático. Leia inicialmente os objetivos, e a introdução de cada uma das aulas. Se houver algum questionário, não deixe de fazê-lo no momento em que ele é proposto. Os questionários representam uma boa maneira de auto-avaliação. Siga de forma fiel as orientações apresentadas nas aulas e nos cronogramas. Isso deve ser levado de forma rigorosa, principalmente no que se refere à ordem das práticas em relação aos textos. Assista aos vídeos e aos CD-roms do curso.

I. Vídeos e CD-roms: i. Fibras ópticas ii. Propagação da luz na atmosfera

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iii. A Flutuação dos corpos iv. A resistência do ar v. As marés

II. Mini-palestras: i. A descrição dos movimentos ii. Os vetores e suas bases iii. Erros comuns na manipulação de vetores iv. Cinemática vetorial.

III. Vídeo-aulas de problemas IV. Aplicativo diagrama de forças

Eles foram preparados para complementar o material didático escrito. Os CDs e os DVDs estão disponíveis nos polos para cópias. O aprendizado de qualquer disciplina requer uma interação forte entre as pessoas que dominam o conhecimento da disciplina e os alunos. No ensino à distância do CEDERJ esta interação ocorre na Plataforma CEDERJ, pelo telefone (0800) e nos polos. Quando o aluno vai ao polo, ele interage com os tutores presenciais, mas esta interação só ocorre nos horários pré-estabelecidos das tutorias da disciplina. A interação com os tutores à distância tem uma maior flexibilidade. O tutor à distância pode tirar suas dúvidas respondendo suas perguntas tanto na Plataforma CEDERJ, pela Sala de Tutoria (atendimento online com tempo de resposta máximo de 24h), ou pela Sala de Conferência (chat) nos horários previstos para atendimento, quanto por telefone, quando você utiliza o 0800, também nos horários de atendimento. Informe-se na plataforma ou no seu pólo sobre os horários de atendimento dessas tutorias. Na Plataforma CEDERJ, além de você ter acesso ao conteúdo de todo o material impresso da disciplina, também encontrará um resumo deste conteúdo na Sala da Disciplina. O aluno de ensino à distância do CEDERJ que não utiliza a Plataforma CEDERJ está deixando de lado cerca de 50% dos recursos disponíveis para o seu aprendizado. Haverá um livro de presença para as atividades práticas nos pólos. Você é obrigado a fazer 75% dessas práticas (quatro entre os experimentos de 1 até 5) que estão descritas nos Cadernos Didáticos. Alguns de seus relatórios fazem parte da avaliação à distância. As práticas e os exercícios que devem ser realizados em casa poderão também integrar a avaliação à distância. Procure o tutor no pólo para discutir as suas ideias e dúvidas ou ligue para os tutores à distância. Tente conhecer os seus colegas de curso para formar um grupo de discussão. Não deixe de utilizar os recursos da rede internacional de computadores. Informe-se sobre a melhor maneira de utilizar a plataforma CEDERJ. O pólo tem computadores para serem utilizados com essa finalidade. Os tutores à distância encontram-se à sua disposição na sala de tutoria do pólo CCMN/UFRJ e podem ser contatados pelo telefone 0800-282-3939 e pela Plataforma. Você poderá tirar suas dúvidas através das ferramentas: "chat", onde você pode interagir com eles em tempo real, “Sala de Tutoria e “fóruns” que serão abertos para que conteúdos específicos sejam discutidos. É fundamental que você se acostume desde já a utilizar esta facilidade.

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7. A avaliação da disciplina de Introdução às Ciências Físicas Auto-avaliação: ao fim de cada aula você deve verificar se os

objetivos da aula foram atingidos. A forma prática de realizá-la é responder os questionários e resolver os exercícios propostos.

Avaliação à distância: nas datas informadas pela coordenação do

curso, você deve entregar no pólo, a resolução de exercícios e os relatórios das práticas realizadas. Quais os exercícios e as práticas exigidas para esta avaliação serão indicadas pela coordenação nas datas mencionadas no cronograma sugerido. Serão realizadas duas à distância: AD1 e AD2. A principal finalidade destas avaliações é ajuda-lo na leitura das aulas, dar um ritmo adequado à disciplina e destacar os principais conceitos dos tópicos abordados.

Avaliação presencial: você deve comparecer no pólo, nos dias citados

no Guia do aluno para as duas avaliações presenciais.

8. Critério de aprovação

O aluno só será aprovado na disciplina de Introdução às Ciências Físicas se fizer 4 laboratórios (75% do número total de laboratórios) dos 5 laboratórios que se encontram nos Módulos e que estão descritos a seguir: Laboratório 1: Módulo1- Aula1-Prática 1- Experimentos de 1 a 3 Laboratório 2: Módulo1 -Aula1-Prática 1- Experimentos de 4 e 5 Laboratório 3: Módulo1 –Aula3- Prática 2- Experimentos de 6 a 10 Laboratório 4: Módulo 3- Aula 4 - Prática 1 Laboratório 5: Módulo 3-Aula 7- Prática 1 Os laboratórios do primeiro bimestre só podem ser realizados no primeiro bimestre. O aluno que não fizer as práticas nas datas agendadas fica sujeito a disponibilidade dos tutores e do laboratório. As duas notas parciais são calculadas da seguinte maneira: N1 = (2 x AD1 + 8 x AP1) / 10 N2 = (2 x AD2 + 8 x AP2) / 10 A nota final NF é dada pela média aritmética da N1 e N2.

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Se a NF for maior ou igual a 6,0 o aluno é aprovado e esta é a média final da disciplina. Se a NF for menor do que 6,0 o aluno faz a AP3 que substitui a nota mais baixa, N1 ou N2. A AP3 é divida em duas partes: AP31 (com a mesma matéria da AD1 e da AP1) e AP32 (com a mesma matéria da AD2 e da AP2). Se a N1 é menor do que a N2 ou o aluno faltou à AP1, o aluno faz a AP31. Se a N2 é menor do que a N1 ou o aluno faltou à AP2, o aluno faz a AP32. Se a N1 é igual à N2, o aluno escolhe qual das duas AP3 ele fará. A nova nota final NF é recalculada como sendo a média aritmética da N1(2) e da AP32(1). Se essa NF for maior ou igual a 5,0 o aluno é aprovado e esta é a média final da disciplina. Se o aluno não passar direto e faltar a AP3 a nota da AP3 será igual a zero. 9. Atividades extras Todo semestre são oferecidas para os alunos de ICF1 duas oficinas de vetores e duas oficinas de forças. Nas oficinas de forças são trabalhados, de forma concreta, os vetores com suas operações. Nas oficinas de forças são discutidos o método de construção dos diagramas de forças e a resolução de problemas da dinâmica da partícula. Como sabemos que a maioria dos alunos que ingressam nas Universidades Brasileiras (presenciais e à distância) tem um conhecimento precário de vetores e da aplicação das Leis de Newton, recomendamos fortemente que os alunos façam estas oficinas presenciais que não são obrigatórias. 10. Equipe da disciplina Introdução às Ciências Físicas I Coordenação: Profa. Ana Maria Senra Breitschaft Profa. Érica Ribeiro Polycarpo Macedo Tutores a distância Aldo Rosado Fernandes Neves Daniel Niemeyer Lamarão Costa Gabriel Bié Alves Gabriel Ricardo Gómez Eslava Jardel da Costa Brozeguini Josephine Rua Katianne Alcântara Valdeci Telmo Wellington Wallace Wilton Júnior de Melo Kort-Kamp

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Tutores presenciais

Angra dos Reis Marcelo Soares do Nascimento Daniel Vilar da Silva Ribeiro Sergio Luiz de A. Mello

Bom Jesus do Itabapoana Rackel de Carvalho Teixeira

Campo Grande Marcelo Alberto Vieira de Macedo Junior José Eduardo Pereira da Rosa

Cantagalo Victor Torres Feliciano Pinto

Duque de Caxias Eduardo Ramos Gonçalves Fabiano de Lima Azevedo

Itaocara Sâmylla Cristina Espécie Bueno

Itaperuna Silvania Caveari

Macaé Antônio Carlos Nascimento da Rosa Galvani de Almeida Júnior Wellington da Costa Silva

Magé Cleidson Santos de Castro

Miguel Pereira Márcio Gonçalves Nunes

Nova Friburgo Luiz Fernando Rosalba Telles de Sousa

Nova Iguaçu Manoel Jorge Rodrigues Marim Rafael Pereira Santana Rodrigo Corrêa de Sá e Benevides

Paracambi Daniel Oliveira de Carvalho José Eloy de Martins

Petrópolis Alexandre Salvatore Dias Leandro Alexandre da Silva

Piraí André Gonçalves de Oliveira Rogério Arving Serra

Resende Ilana de Araujo

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Rio Bonito Leonardo Justino Pereira

São Fidélis Paulo Sérgio Gomes de A Júnior

São Francisco do Itabapoana Michele Oliveira da Silva

São Gonçalo Fabiana Monteiro de Oliveira Tatiana dos Anjos Mota

São Pedro d'Aldeia Afonso M.Ribeiro

Saquarema Vinicius Vilela de Almeida Rego

Três Rios Diego Koenigkam Alves Fabiano Pereira de Oliveira

Volta Redonda Eduardo Pilad Nóbrega Geraldo Claret Plauska