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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
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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?
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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!!
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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
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RISCOS NAS MUDANÇAS
Ser guiado por “modismos”
Propor mudanças Utópicas
PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA
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Hipótese de trabalho
Necessidade de Modernização de conteúdos:
Inserção de Física Moderna e contemporânea
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Transposição Didática
Saber Sábio - textos científicos
≠Saber a Ensinar
manuais/livros didáticosprogramas
Saber Ensinado -aula
Noosfera
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ProfessorAluno
Saber
Sistema didático
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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
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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
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“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
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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
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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
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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
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• Filmagens
• Análise documental
Textos escritos
Exames
Atividades propostas
Exercícios
• Entrevistas
Tomada de dados/Análise
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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
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Atividade “radiações”
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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
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• 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
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Resultados
1. Pesquisa
• Dissertações, teses, artigos
2. Intervenção• Produção de material de ensino, Proposta
curricular de São paulo
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Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da Faculdade de
Educação da USP
WWW.NUPIC.INCUBADORA.FAPESP.BR
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OBRIGADO!!
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Mesa redonda
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Obstáculos didático-pedagógicos
Estrutura curricular: Pré-requisitos
Formação dos professores
Tipos de atividades propostas
Seleção de conteúdos
Avaliação
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Obstáculos Epistemológicos
Linguagem/formalização
Estruturação conceitual
Fenomenologia
Ontologia de base
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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
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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
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caderno do
ensino médio
4º bimestre
PROFESSOR
3ª SÉRIE
FÍSI
CA- 2008
ensino médioensino médio
Fisica_3A_4bi.indd 1 2/9/2008 10:59:04
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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
Fisica_3A_4bi.indd 4 2/9/2008 10:59:05