PPGENFIS - Trabalhos de Conclusão

Dissertações de Mestrado Profissional em Ensino de Física, em ordem cronológica

111 Ghisiane Spinelli Vargas
Uma abordagem do tema estruturante Matéria e Radiação no Curso Normal: a busca da criticidade na formação de professores para os anos iniciais do Ensino Fundamental.
13/3/2018
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni e Dra. Cilâine Verônica teixeira
Banca examinadora: Dra. Eliane Dias Alvarez Schäfer (CAp/UFRGS), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
este trabalho narra a aplicação de uma proposta que aborda um tema de física Moderna e Contemporânea na formação de professores dos anos inciais do Ensino Fundamental. O tópico "matéria e radiação" foi escolhido para ser um tema estruturante, inspirado na noção de tema gerador de Paulo Freire, com o propósito de aprofundar questões da vida quotidiana,da ciência e das novas tecnologias; e também aspectos relacionados com cuidados com a saúde, visando alcançar uma aprendizagem crítica.
Construímos uma sequencia didática contemplando a abordagem temática freireana passando pelos três momentos pedagógicos, a saber Problematização inicial, Organização do conhecimento e Aplicação do Conhecimento. Como material de apoio para o desenvolvimento da proposta foi elaborado um artigo sobre o tema raios X e ondas que foi utilizado de forma articulada a outras atividades descritas ao longo da dissertação. As distintas estrategias e os materiais compõem o produto educacional no formato de texto de apoio.
Os resultados indicam que a sequencia didática apresenta potencial para promover uma aprendizagem critica e emancipatória, almejando a compreensão e futura transformação da realidade vivencial dos estudantes, contribuindo não apenas para melhoria na qualidade da Educação Básica, na perspectiva de que os futuros professores façam a transposição de elementos do tema trabalhado em suas salas de aula, mas também visando uma sociedade mais justa e humanizada.
Palavras chave: ondas, raios X, Paulo freire, formação de professores, Ensino Normal.

110 Douglas Kruger da Silva
A Física e os instrumentos musicais: Construindo significados em uma aula de acústica.
22/12/2017
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dra. Eliane Dias Alvarez Schafer (CAP/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Silvio Luíz Souza Cunha (IF/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Este trabalho versa sobre desenvolver a habilidade de “reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos” (BRASIL, 2009, p.8) de uma forma menos tradicional. O objetivo foi abordar o conteúdo de acústica utilizando instrumentos musicais (violão, guitarra, flauta, xilofone, lira...). A partir de ondas estacionárias em tubos sonoros e cordas vibrantes, foram elucidados os conceitos de altura, intensidade e timbre, relacionando com os conceitos básicos de ondas–frequência, comprimento de onda, amplitude, velocidade de propagação das ondas em cordas de diferentes densidades lineares, entre outros. Também foram trabalhadas notas musicais e a conceitos bem básicos de formação de acordes. A proposta foi aplicada com os dois nonos anos de um colégio particular bastante tradicional de Novo Hamburgo: o Colégio Marista Pio XII. Nesta fase final do Ensino Fundamental, o colégio disponibiliza aos seus alunos cinco períodos de Ciências da Natureza, distribuídos em um de Biologia, dois de Física e dois de Química. A ideia é que sejam trabalhadas Competências e Habilidades comuns aos componentes curriculares, por meio de sequências didáticas. O trabalho foi realizado em um total de seis encontros, cada um com duração de 50min. Alguns desses períodos foram dedicados a aulas puramente expositivas, outros eles com aulas expositivas dialogadas, com a utilização de uma espiral de caderno, uma guitarra, um cavaquinho, instrumentos de sopro e do computador, onde interpretamos as frequências fundamentais emitidas pela vibração das cordas e do ar em tubos sonoros com o software pectrogram. Como referencial teórico, a teoria sócio-interacionista de Vygotsky e alguns conceitos de alfabetização científica. A discussão e o manuseio de instrumentos musicais em pequenos grupos farão com que os alunos interajam entre si e com o professor, favorecendo construção do conhecimento e a interação de signos. A partir dessas interações aluno-instrumentos musicais, professor-aluno e aluno–aluno, o objetivo era abrir espaço para questionamentos, discussões e reflexões, de maneira que o conhecimento fosse sintetizado por todos. Como referência para 7 planejamento de ensino, construção do significado das aulas e análise das interações, utilizamos uma ferramenta analítica de Mortimer e Scott (2002).

Palavras-chave: Ondulatória, acústica, instrumentos musicais, cordas vibrantes, tubos sonoros, abordagem comunicativa.

ABSTRACT

This work is about developing the ability to "recognize characteristics or properties of wave or oscillatory phenomena, relating them to their uses in different contexts "(BRASIL, 2009, p.8), in a less traditional way. The objective was to approach the content of acoustics using musical instruments (guitar, electric guitar, flute, xylophone, lyre ...). From stationary waves in sound tubes and vibrating strings, concepts of height, intensity and timbre, were elucidated, relating them to the basic concepts of waves - frequency, wavelength, amplitude, velocity of wave propagation in strings of different linear densities, among others. Musical notes and basic concepts of chord formation were also seen. The proposal was applied with two groups of nineth graders from a very traditional private school in Novo Hamburgo: Marista Pio XII school. In this final phase of elementary school, the school offers its students five classes of Science a week, distributed in one of Biology, two of Physics and two of Chemestry. The idea is to work with common skills to these curricular components, through didactic sequences. The work was carried out in a total of six classes, each lasting 50 min. Some of these were devoted to purely expository presentation, others with dialogic lectures, with the use of the spiral of a notebook, a guitar, another small kind of guitar, wind instruments and a computer where we interpret the fundamental frequencies emitted by the vibration of the strings and air in sound tubes with the Spectrogram software. As a theoretical reference, Vygotsky's socio-interactionist theory and some concepts of scientific literacy. Discussing and handling musical instruments in small groups will create interaction between students and with the teacher, favoring the construction of knowledge and interaction. From these student - musical instruments, teacher - student and student – student interactions, the objective is to open space for questions, discussions and reflections, so that knowledge was synthesized by all. As a reference for teaching planning, construction of meaning and interaction analysis, l we used an analytical tool by Mortimer and Scott (2002).

Keywords: wave, acoustic, musical instruments, vibrating strings, sound tubes, communicative approach.

109 José Antônio Afonso da Costa Bocchi
Interdisciplinaridade entre Física e Biologia promovendo a compreensão de conceitos físicos.
8/12/2017
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira
Banca examinadora: Dra. Adriana Marques Toigo (UniLaSalle/RS), Dr. Ricardo Rego Bordalo Correia (IF/UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (PPGENFIS/UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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resumo
Resumo
Este trabalho analisa se o estabelecimento de uma relação de interdisciplinaridade entre a Física e a Biologia pode servir como facilitador para a aprendizagem significativa de conceitos físicos por alunos do Ensino Médio. Para tal, buscou-se uma metodologia e a criação de um material didático interdisciplinar, que estimule o aluno a uma aprendizagem significativa e à compreensão dos fenômenos e conceitos físicos, mediante o entendimento da interpretação dada pelos sentidos. A teoria de aprendizagem significativa de David Ausubel e a teoria dos campos conceituais de Gérard Vergnaud embasam a fundamentação teórica deste trabalho. Este projeto foi implementado na forma de uma oficina extraclasse, no 3° trimestre de 2015, oferecida para os alunos das turmas de terceiro ano do Colégio João XXIII, Porto Alegre, RS. As atividades criadas tinham como ponto de partida situações-problema introduzidas através de questionamentos que conduziam a discussões com uma abordagem interdisciplinar. Com o objetivo de averiguar a interiorização dos aspectos e conceitos físicos e biológicos debatidos nas atividades da oficina foram usados dois instrumentos - um teste de conhecimentos e a construção de um mapa conceitual. Os resultados da implementação dessa proposta didática levam a crer que a inclusão de uma abordagem interdisciplinar pode propiciar uma aprendizagem com significado.

Palavras-chave: Ensino de Física; conceitos biológicos; interdisciplinaridade; sentidos humanos; aprendizagem significativa; campos conceituais

Abstract
This work analyses if the establishment of a interdisciplinary relation between Physics and Biology could serve as a facilitator for meaningful learning of Physics concepts by High School students. For this objective, it has been considered a methodology and the creation of multidisciplinary didactic material which could stimulate the student to meaningful learning and to the comprehension of Physics phenomena and concepts through the understanding of the interpretations given by the senses. The theory of the meaningful learning by David Ausubel and the theory of the conceptual fields by Gérard Vergnaud based the theoretical construct of this work. This project has been applied in the form of an extra class workshop, in the third trimester of 2015, offered to the High School third year student groups of Colégio João XXIII, Porto Alegre, RS. The activities created had as a starting point situations introduced through questions which conducted to discussions with an interdisciplinary approach. With the objective of assessing the interiorization of Physics and Biologic aspects and concepts debated in the workshop activities it has been utilized two instruments – a knowledge test and the construction of a conceptual map. The results of the proposed didactic application let believe that the inclusion of an interdisciplinary approach could promote meaningful knowledge.

Keywords: Physics teaching; biological concepts; interdisciplinarity; human senses; meaningful learning; conceptual fields

108 Glauco Salomão Ferreira Ribas
Uma proposta para motivar o aluno a aprender Mecânica no Ensino Médio-Abordagem com Tecnologias da Informação e Comunicação
4/12/2017
Orientação: Dra. Daniela Borges Pavani
Banca examinadora: Dr. Josué da Rosa Missel (Colégio Militar/POA), Dra. Carolina Brito Carvalho dos Santos (IF/UFRGS), Dr. Fernando Lang da Silveira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
Não porque faltem bons alunos, mas pelo motivo de que aprender física é importante, por se tratar de uma cultura necessária a qualquer cidadão de uma sociedade e não apenas aos mais vocacionados, trago uma sugestão para que a predisposição em aprender Física dos alunos de ensino médio melhore. Assim este trabalho se ocupa em apresentar recursos e atividades que buscam aproximar a vida do aluno contemporâneo ao ensino de Física, através de uma abordagem com tecnologias de informação e comunicação (TICs). Nosso foco disciplinar é o ensino de Mecânica em um ambiente favorável à aprendizagem significativa e que busca tratar a Física, bem como a Ciência, sob o viés epistemológico de Mario Bunge, isto é, trazendo a modelização subjacente na análise dos fenômenos físicos referentes a esse estudo, além de aplicar essa concepção em atividades computacionais com a planilha eletrônica Calc e os softwares Tracker e Modellus. Também é apresentado a aplicação desta proposta para uma turma de escola pública no horário extracurricular que, além de ressaltar tópicos tradicionalmente importantes sobre Mecânica, inova com atividades experimentais computacionais, tratando a resistência do ar e o efeito Magnus em lançamentos com bolas de basquete e vôlei. Os alunos chegam a perceber que não é a 45º que uma bola deve ser lançada para ir mais longe em situações práticas. Os resultados apresentados foram possíveis por ser exposto ao aluno uma visão da Física menos ingênua e mais próxima da sua realidade com algumas ferramentas essenciais como o software Modellus, determinando um alcance exploratório muito maior, para situações envolvendo esportes como futebol, basquete e vôlei, do que a modelização mais idealizada, a qual apenas leva em conta a interação gravitacional dos corpos com a Terra. Ao final deste trabalho, encontra-se o respectivo produto educacional (Apêndice B), contendo toda sequência didática aplicada com algumas melhorias, organizada em guias para o professor e para os alunos.

PALAVRAS-CHAVE: Mecânica, efeito Magnus, software Modellus, aprendizagem significativa de Ausubel, Mario Bunge.

ABSTRACT

Not because there are no good students, but because of the fact that learning Physics is important, because it is a necessary culture for any citizen of a society and not only for the most educated, I bring a suggestion so that the predisposition to learn Physics of the students of teaching average improve. Thus, this work is focused on presenting resources and activities that seek to bring the contemporary student's life closer to the teaching of Physics, through an approach with information and communication technologies (ICTs). Our disciplinary focus is the teaching of mechanics in an environment conducive to meaningful learning that seeks to treat physics as well as science under the epistemological bias of Mario Bunge, that is, bringing the underlying modeling in the analysis of the physical phenomena related to this study, besides applying this conception in computational activities with the spreadsheet Calc and the softwares Tracker and Modellus. It is also presented the application of this proposal to a public school class in extracurricular hours that, in addition to highlighting topics traditionally important on Mechanics, innovates with experimental computational activities, dealing with air resistance and Magnus effect in launches with basketball and volleyball. Students come to realize that it is not at 45º that a ball should be thrown to go further in practical situations. The results presented were possible because the student was exposed to a less naive view of Physics and closer to his reality with some essential tools such as Modellus software, determining a far greater exploratory reach for situations involving sports such as soccer, basketball and volleyball. that the most idealized modeling, which only takes into account the gravitational interaction of bodies with the Earth. At the end of this work, the respective educational product (Appendix B), containing all didactic sequence applied with some improvements, is organized in guides for the teacher and for the students.

KEYWORDS: Mechanics, Magnus efect, software Modellus, meningful learning of Ausubel, Mario Bunge.

107 Luciano Mentz
O uso da pesquisa para o ensino das ondas eletromagnéticas
28/11/2017
Orientação: Dra. Daniela Borges Pavani e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Luciano Denardin (PUC/RS), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
Este trabalho teve como objetivo preparar uma sequência didática para professores de ensino médio que ensinam física ondulatória, mais precisamente o ensino de ondas eletromagnéticas a partir da pesquisa realizada pelos alunos, tornando-os agentes ativos no processo de ensino- aprendizagem e dando-lhes liberdade na escolha do material a ser pesquisado. Essa sequência didática foi aplicada em cinco turmas de uma escola particular da cidade de Porto Alegre – RS, totalizando 150 alunos participantes, e está alinhada à teoria histórico-cultural de Lev Vygotsky, que serviu de referencial teórico. Foram realizados dez encontros, divididos em aulas expositivas dialogadas, para trabalhar os conceitos iniciais de física ondulatória, uma aula no Laboratório de Física e aulas em sala de aula para realizar as pesquisas com o uso do celular e realizar as discussões em grupos. As pesquisas sobre história da ciência e as aplicações de ondas eletromagnéticas também aconteceram fora da sala de aula a partir do uso das redes sociais. Os alunos fizeram resumos das suas pesquisas e produziram vídeos sobre a descoberta das ondas eletromagnéticas, explicando como a tecnologia tem evoluído e quais são suas aplicações no dia a dia. O autor considera que o ensino de física no ensino médio não é atrativo para os alunos por três motivos: falta de conhecimento matemático, falta de motivação e não entendimento da importância do conteúdo, pois o aluno não vê aplicabilidade do estudo com o seu dia a dia. O trabalho de pesquisa e criação de vídeos ajuda a enfrentar dois desses três problemas. Todos os vídeos estão disponíveis no youtube e diversas formas artísticas foram exploradas pelos alunos - textos com desenhos e narração, compilação de imagens e vídeos legendados, alunos que se transformam em atores -.Os alunos gostaram de estudara história da ciência e deter liberdade para escolher o que pesquisar.

Palavras-chave: Ensino por pesquisa; física ondulatória; novas tecnologias na sala de aula, ensino de ondas eletromagnéticas.

106 Maurício Girardi
Construção do diagrama HR através do Stellarium: Uma proposta para explorar conceitos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio.
20/11/2017
Orientação: Dra. Daniela Borges Pavani e Dr. Alan Alves Brito
Banca examinadora: Dra. Eliane Angela Veit (PPGENFIS/UFRGS), Dra. Alejandra Daniela Romero (IF/UFRGS), Dr. João Batista Siqueira Harres (PUC/RS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Neste trabalho propõe-se explorar conceitos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) a partir de fenômenos físicos presentes na física estelar, utilizando o software Stellarium como ferramenta no desenvolvimento de atividades voltadas à construção coletiva de um diagrama Hertzsprung-Russel (diagrama H-R), que é um diagrama muito importante da astrofísica para classificação das estrelas. À luz da teoria de Lev S. Vygotsky, é proposto que os alunos trabalhem em grupos, de forma colaborativa, tanto na obtenção de parâmetros astrofísicos estelares a partir do software, quanto na construção do diagrama H-R. O uso do software, ao mesmo tempo em que serve de ferramenta no processo de mediação segundo a teoria Vygotskyana, também cumpre o papel de inserir o uso da tecnologia em sala de aula como recurso didático. Espectro eletromagnético e espectroscopia, radiação de corpo negro, quantização da energia, luminosidade, cor e temperatura em função do comprimento de onda das radiações, são alguns dos conceitos de FMC abordados. Conceitos estes que constam nos programas nas disciplinas de Física das escolas, mas nem sempre são abordados ou em muitas ocasiões abordados de forma isolada ou descontextualizada. O trabalho foi desenvolvido em uma turma de 31 alunos do Segundo Ano do Ensino Médio no Colégio Estadual Piratini, em Porto Alegre–RS durante seis encontros (quatro de 100 minutos e dois de 150 minutos), entre outubro e dezembro de 2016. Como produto deste trabalho são apresentados Textos de Apoio ao Professor de Física com a perspectiva de sugerir possibilidades de abordagens dos conceitos de FMC através da astronomia e da astrofísica em um processo coletivo, mediado pelo uso de softwares, em especial, o Stellarium.

Palavras-chave: Astronomia, Astrofísica, Física Moderna e Contemporânea; Software Stellarium.

ABSTRACT

This study is proposed to explore the concepts of Modern and Contemporary Physics through physical phenomena present on stellar physics,using the Stellarium software as a tool on the development of activities related to the collective construction of a Hertzprung-Russel diagram (H-R diagram), which is a very important diagram in Astrophysics for the classification of stars. Based on Lev S. Vygotsky’s theory, it is proposed that the students work collaboratively in groups, both in obtaining astrophysical parameters of the stars using the software, as in the construction of a H-R diagram. According to the Vygotsky’s theory, the software can help on the process of mediation, while it also fulfills the role of bringing technology into classroom as a learning resource. Electromagnetic spectrum and pectroscopy, blackbody radiation, energy quantization, luminosity, color and temperature, according to radiation wavelength are some of the Modern and Contemporary Physics concepts approached. These concepts are included on the program of Physics at schools, but they sometimes are not taught, or in many occasions are studied in an isolated, descontextualized manner. The project was conducted on a High School second grade class with 31 students at Colégio Estadual Piratini, in Porto Alegre – RS, during six classes (four of 100 minutes and two of 150 minutes), between October and December, 2016. As a result of this study, Supporting Texts are presented to the Physics Teacher intending to suggest possible ways of approaching the Modern and Contemporary Physics concepts through Astronomy and Astrophysics, in a collective process, intermediated by the use of softwares, specially the Stellarium software.

Keywords: Astronomy and Astrophysics; Modern and Contemporary Physics; Stellarium Software.

105 Luciano Slovinscki
O experimento da borracha Quântica: Uso de analogias para o entendimento do Quântico pelo Clássico
24/7/2017
Orientação: Dr. Alan Alves Brito
Banca examinadora: Dr. Paulo Pureur Neto (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexander Lunkes dos Santos (CMPA), Dr. Alan Alves Brito (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

As pesquisas sobre o Ensino de Física no Brasil, apoiadas nos documentos oficiais da Educação e na necessidade, cada vez mais perceptível, de atualização dos currículos, indicam e fomentam uma maior inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) nas aulas de Física do Ensino Médio. Baseado nesse panorama, este trabalho sugere uma proposta educacional alicerçada no referencial teórico da aprendizagem significativa de David Ausubel para apresentar uma abordagem qualitativa dos princípios fundamentais da Mecânica Quântica sob uma perspectiva histórica, amparada em fatos científicos que antecederam a interpretação de Erwin Schrödinger da teoria quântica. Os conceitos levados aos estudantes foram baseados nos seis postulados da Mecânica Quântica, e passaram por um processo de transposição didática segundo a teoria de Yves Chevallard, de forma a adaptar os conteúdos ao nível de conhecimento dos estudantes. Como, segundo Ausubel, o fator decisivo para a aprendizagem depende do que o estudante já conhece, os encontros foram pautados, sempre que possível, em analogias entre o quântico e o clássico. Para atingir os objetivos de aprendizagem, lançou-se mão de uma variada gama de experimentos reais e virtuais. O uso de simulações computacionais mostrou-se uma valiosa ferramenta de apoio ao ensino, bem como o experimento da borracha quântica, figura central desta proposta didática, que permitiu a demonstração e a discussão de todos os conceitos tratados. Os resultados obtidos pelos alunos mostraram que boa parte deles conseguiu assimilar aquilo que se pretendeu ensinar, havendo indícios de aprendizagem significativa. A aplicação do projeto se deu no Colégio Militar de Porto Alegre, a uma turma de 36 alunos, majoritariamente do 3º Ano do Ensino Médio, durante o segundo semestre de 2016.

Palavras-chave: Ensino de Física, aprendizagem significativa, transposição didática, Mecânica Quântica, borracha quântica.

ABSTRACT

Studies about Teaching Physics in Brazil, supported by official documents in Education and by the necessity, increasingly noticeable, of curriculum update, indicate and promote a greater insertion of topics of Modern and Contemporary Physics (MCP) in High School physics classes. Based on this overview, this work suggests an educational proposal underpinned by David Ausubel’s Meaningful Learning theoretical framework to present a qualitative approach of fundamental principles of Quantum Mechanics, from a historical perspective and supported by scientific facts that preceded Erwin Schrödinger's interpretation of quantum theory. The concepts delivered to the students were based on six postulates of Quantum Mechanics and went through a process of didactic transposition according to Yves Chevallard's theory, in a way to adapt the content to students level of knowledge. According to Ausubel’s theory, the decisive factor for learning depends on what the student already knows, and thus the meetings were based, whenever possible, on analogies between the quantum and the classical approach. To reach the learning objectives, we used a wide range of real and virtual experiments. The use of computational simulations proved to be a valuable tool to support teaching. The quantum eraser experiment, in particular, central figure of this didactic proposal, allowed the demonstration and discussion of all the addressed concepts. Results showed that most of students could assimilate what was intended to be taught, suggesting meaningful learning. The project was implemented in the Military College of Porto Alegre to a group of 36 students, mostly from the third year of high school, during the second semester of 2016.

Key words: Teaching Physics, meaningful learning, didactic transposition, Quantum Mechanics, quantum eraser.

104 Fabrizio Belli Riatto
O emprego de um jogo de perguntas e respostas como uma forma de problematizar e motivar o Ensino de Física no Ensino Médio
14/7/2017
Orientação: Dr. Alan Alves Brito e Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dra. Elizandra Martinazzi (IF/RS), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alan Alves Brito (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
Este trabalho narra o desenvolvimento e aplicação de uma estratégia que envolve um “jogo de perguntas e respostas” para introduzir um tema da Física, o estudo da Mecânica, de forma diferenciada e mais atraente para os alunos. A proposta foi aplicada a uma turma de primeiro ano do Ensino Médio de uma escola particular de Porto Alegre, RS, em horário regular de aulas. O jogo nasceu da necessidade de criar nos alunos uma vontade, uma predisposição para buscar o conhecimento e transformar sua forma de pensar a Física. Alinhada à Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, que nos serviu de referencial teórico. Os textos de apoio, as leituras dos artigos, assim como a formulação das perguntas e respostas foram pensados com o objetivo de criar subsunçores mínimos para que os estudantes possam dar os passos iniciais em busca do novo conhecimento. Em relação à Dinâmica, é muito comum que os alunos pensem de forma bastante intuitiva, o que nem sempre está de acordo com o conhecimento científico hoje aceito. Quando falamos em forças, por exemplo, o senso comum está muito enraizado e é difícil de ser alterado, ou seja, é complexo promover a mudança conceitual nos jovens aprendizes. É neste ponto que entra em cena o papel do jogo, que aqui foi utilizado como problematização visando criar um ambiente de necessidade de busca de novos conhecimentos para enfrentar situações e responder questões. Com a aquisição dos subsunçores, conforme propõe Ausubel, e durante o jogo, o estudante começa a se interessar pelo conhecimento científico, a pesquisar e a estudar, individualmente e em grupo, não apenas por curiosidade, mas movido também pela competição no jogo, tomada nesta dinâmica como algo saudável. Os resultados foram positivos, mostraram que as discussões com o grupo a fim de encontrar os melhores caminhos para vencer o jogo foram importantes para o crescimento social e intelectual, que o jogo teve um papel relevante na facilitação da aprendizagem de forma dinâmica, divertida e com significado para os estudantes.

Palavras-chave: Ensino de Física; Dinâmica; Jogo de perguntas e respostas; Aprendizagem significativa.

ABSTRACT

This work chronicles the construction procedures and application of a "question and answer game" to introduce the study of mechanics in a different and more attractive way. It was first applied in a high school class of a private school from Porto Alegre, RS. The game came from the need to create in students a willingness, a predisposition to seek knowledge and transform their ways of thinking about physics. Together with the Theory of Meaningful Learning from David Ausubel that had guided us. The handouts, readings of articles, as well as the formulation of the questions and answers were thought in order to create minimum bases for students to take the initial steps in searching for new knowledge. Regarding the dynamics, it is very common for students to think in a very intuitive way, which is not always aligned with the scientific knowledge now accepted. When we speak of forces, for example, the common sense is very deep-rooted and it is difficult to change the thinking of young apprentices. This is where comes the role of the game, which was used here as questioning aimed at creating a need for new knowledge environment to face situations and answer certain questions. With the acquisition of a minimum base, as proposed by the Theory of Meaningful Learning from Ausubel, and during the game, the student begins to take an interest in scientific knowledge, research and study alone and in group, not out of curiosity but also moved by the competition in the game, taken here as something healthy. The results were positive, they had shown that the discussions with the group in order to find the best ways to win the game were important to social and intellectual growth and that it had an important and relevant role in making the learning process in a fun and dynamic way, meaningful for the students.
Keywords: Physics Teaching; Dynamics; Game of questions and answers; Meaningful learning.

103 Ismael de Lima
Teias de Aprendizagem: Uma proposta de ensino com recursos educacionais abertos baseada na perspectiva de Ivan Illich
11/7/2017
Orientação: Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior e Dr. Rafael Peretti Pezzi
Banca examinadora: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Cíntia Ines Boll (PPGQVS/UFRGS), Dr. Roberto Ribeiro da Silva (IQ/UnB), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
Esta dissertação descreve uma intervenção desescolarizada efetivada dentro da escola. Desescolarizada no sentido de que há na intervenção um desprendimento das coisas tipicamente escolares como currículo, regras temporais e recompensas. Para Ivan Illich, autor do qual as ideias apresentadas no livro Desescolarização da Sociedade (1973) serviram como principal referencial teórico para este trabalho, os já exaustivamente discutidos problemas escolares são, na verdade, características intrínsecas dessa instituição. Ademais a escola seria um ritual de entrada para o mundo do consumo e um mecanismo que colabora com a reprodução das diferenças sociais. Uma alternativa à instituição escolar para o papel de mediador no processo de aprendizagem, seria a de fomentar o nascimento das “Teias de Aprendizagem” – redes autônomas de trocas de habilidades. A atmosfera propícia para o surgimento da nossa teia se constituiu no Colégio La Salle Carmo em Caxias do Sul, em dois semestres de 2014 e 2015. A plataforma escolhida para o nascimento dessa rede foi ancorada nos Recursos Educacionais Abertos (REA). Tais recursos favorecem o ciclo pesquisa- criação-documentação-compartilhamento que, em nosso entendimento, é fundamental para desenvolver a autonomia dos alunos e para a abertura do conhecimento. Apresentamos aos alunos de ensino médio daquela escola a possiblidade de participarem de encontros semanais para que eles desenvolvessem seus projetos voltados, a princípio, para a mostra científica da escola. Nos encontros, os participantes tiveram disponíveis modelos de habilidades e ferramentas (como o Arduíno) para, de maneira autônoma, guiar seu aprendizado de acordo com o temática escolhida para seus projetos. Dividida em três momentos – (1) propiciar a formação da teia, (2) tornar os recursos disponíveis, (3) desenvolvimento de projetos, (4) documentação e compartilhamento – a intervenção desescolarizada mostrou- se uma sugestão eficaz para um projeto extra curricular.

Palavras-chave: desescolarização, Recursos Educacionais Abertos.

ABSTRACT

This dissertation describes a deschooling intervention performed inside a school. The descooling was applied in a way that during the intervention there was a detachment from the typical school things, such as, curriculum, time rules and rewards. To Ivan Illich, author whose book “Deschooling society” presented ideas that served as the main theoretical reference for this paper, the exhaustively debated school problems are, actually, intrinsic characteristics of this institution. Moreover, the school would serve as an entrance ritual to a world of consumption and a mechanism that colaborates with the reproduction of the social differences. An alternative to the school institution, to perform the mediating role in the learning process, would be to stimulate the birth of “The Learning Webs” – an independent network of habilty exchanges. A favourable atmosphere to the advent of our web appeared at the La Salle Carmo School in Caxias do Sul, in two semesters in 2014 and 2015. The plataform chosen to the birth of our network was based on the Open Educational Resources (OER). Such resourses favors a cycle of research-creation-documentation-sharing that, in our understanding, is vital to develop the students’ autonomy and to unlock knowledge. We presented to the middle school students from that school the possibility to attend weekly gatherings so that they could develop their projects concerning, at first, the school’s scientific fair. In those gatherings, the participants had at their disposal hability models and tools (such as Arduino) so that, in an independent way, they could guide their own learning according to the theme chosen for their projects. It was divided in three moments - (1) To enable the web formation, (2) to provide the avaliable resources, (3) Project development, (4) documentation and sharing – the deschooling intervention showed to be an effective suggestion for an extracurricular project.

Key-Words: Deschooling, Open Educational Resources.

102 Jader Bernardes
Aplicação do Método Peer Instruction na Abordagem das Leis de Newton no Ensino Médio
22/12/2016
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dra. Sonia López Rios (Universidade de Antioquia(Colômbia)), Dr. Cristiano Krug (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
Este trabalho teve como objetivo a elaboração de uma sequência didática em nível de Ensino Médio sobre Leis de Newton, para ser utilizada com o método de ensino Peer Instruction. (Instrução pelos Colegas). Esta sequência didática foi aplicada em quatro turmas (totalizando 118 alunos) da primeira série do Ensino Médio Técnico de uma escola pública de Novo Hamburgo – RS. A concepção de todo o material elaborado foi alicerçada na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Paul Ausubel. As aulas foram estruturadas em sete encontros de uma hora e quarenta minutos cada um, sendo que em seis deles foi empregado o método Peer Instruction para a aprendizagem conceitual do conteúdo, intercalando-se questões envolvendo cálculos e o último encontro foi destinado à avaliação de todas as etapas do processo. A análise dos dados revela que as turmas obtiveram ganhos significativos de aprendizagem. Observou-se que as discussões entre os colegas foram proveitosas, propiciando a participação dos alunos como protagonistas do seu próprio processo de ensino-aprendizagem e levaram a um aumento do percentual de acertos das questões conceituais propostas. O retorno dado pelos alunos demonstra que a dinâmica da aula os motiva a trabalhar e os mantêm envolvidos com o trabalho por mais tempo. Conclui-se que esta sistemática pode se estender a outros conteúdos da Física, aumentando a interação entre os alunos e a reflexão crítica sobre os fenômenos que estão sendo abordados. Para a aplicação desta proposta foram elaboradas: tarefas prévias, os momentos da sequência didática e um banco de questões conceituais. Palavras-chave: Instrução pelos Colegas, Peer Instruction, métodos ativos de ensino, tarefas prévias, questões conceituais, Leis de Newton. ABSTRACT This work aimed to develop a high school level didactical sequence about Newton’s Laws of motion, suitable for use with Peer Instruction teaching method. This didactical sequence was implemented in four first grade classes (totaling 118 students) of a public technical High School in Novo Hamburgo (Brazil). The conception of all material was based on David Paul Ausubel’s Meaningful Learning Theory. The classes were organized in seven meetings of one hour and forty minutes each. The Peer Instruction method was used for conceptual learning during six of these meetings, interspersing questions involving calculations. The last meeting was dedicated to evaluate all the stages of the process. The performance analysis of the data reveals that the students obtained significant learning gains. The discussions among the students were useful, allowing the participation of students as protagonists of their own teaching-learning process and led to an increase in the percentage of correct answers to the proposed conceptual questions. The feedback given by the students demonstrates that the dynamics of the class motivates them to work and keeps them involved with the work. We can conclude that this systematics can be extended to other contents of Physics, stimulating the interaction between the students and the reflection on the phenomena that are being approached. For the application of this proposal were elaborated: previous tasks, a didactical sequence in moments and a bank of conceptual questions. Keywords: Peer Instruction, active teaching methods, previous tasks, conceptual questions, Newton’s Laws of motion.

101 Eduardo Ismael Fuchs
Teoria da Relatividade Restrita: uma introdução histórico-epistemológica e conceitual voltada ao Ensino Médio
5/12/2016
Orientação: Dr. Dimiter Hadjimichef e Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA-RS), Dr. Magno Valério Machado (IF/UFRGS), Dr. Alan Alves Brito (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Este trabalho é a narrativa de uma experiência didática de aplicação de um módulo que abordou um tópico de Física Moderna e Contemporânea, a Teoria da Relatividade Restrita, no Ensino Médio. A proposta foi aplicada em uma escola particular situada no município de Arroio do Meio, RS, a uma turma de terceira série do nível médio regular, sob o referencial teórico da teoria cognitiva de Jean William Fritz Piaget (1896-1980) e sob o referencial epistemológico de Thomas Samuel Kuhn (1922-1996). Descreve-se o planejamento das aulas, a implementação da proposta e os resultados obtidos com sua aplicação em sala de aula na modalidade de um curso extraclasse. A forma como o módulo foi pensado e o nível de profundidade que foi possível alcançar aparecem ao longo do texto, que também oferece uma revisão da literatura em que a relevância da inclusão da Física Moderna e Contemporânea no currículo do Ensino Médio é discutida. Os resultados indicam que é possível trabalhar assuntos de Física Moderna e Contemporânea no ensino regular, que os alunos apreciaram e mostraram disposição para aprender assuntos atuais e que o esforço para introduzir pequenas atualizações curriculares é válido e precisa ser incentivado como uma das possíveis alternativas para se alcançar a melhoria de qualidade de ensino na Educação Básica. Ao final, um produto educacional em formato de texto de apoio, orientação e motivação aos professores de Física é apresentado.

Palavras-chave: Ensino Médio. Atualização Curricular. Teoria da Relatividade Restrita.

ABSTRACT

This work is the narrative of a didactic experience of application of a module that addressed a topic of Modern and Contemporary Physics, the Special Theory of Relativity, in High School. The proposal was applied in a private school located in the county of Arroio do Meio, RS, for one group of third grade of regular secondary level, under the theoretical framework of cognitive theory of Jean William Fritz Piaget (1896-1980) and under the framework epistemological of Thomas Samuel Kuhn (1922-1996). It describes the planning of classes, the implementation of the proposal and the results obtained from its application in the classroom in the form of an extracurricular course. The way the module has been designed and the level of depth that was achieved appear throughout the text, that also provides a review of the literature on the importance of inclusion of Modern and Contemporary Physics in High School curriculum is discussed. The results indicate that it is possible to work issues of Modern and Contemporary Physics in regular education, students enjoyed and showed willingness to learn current issues and the effort to introduce small curriculum updates is valid and needs to be encouraged as one of the possible alternatives to achieve the improvement of teaching quality in basic education. At the end, an educational product support text format, guidance and motivation to physics teachers is presented.

Keywords: High School. Curriculum Update. Special Theory of Relativity.

100 Madge Bianchi dos Santos
Uma sequência didática com os métodos Instrução pelos Colegas (Peer Instruction) e Ensino sob Medida (Justi-in-Time Teaching)para o estudo de Ondulatória no Ensino Médio
2/12/2016
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dr. Fernando Kokubun (FURG), Dr. Fernando Lang da Silveira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Carolina Brito Carvalho dos Santos (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO
O objetivo deste trabalho é o ensino de ondulatória através de uma metodologia ativa de ensino que permita aos estudantes se engajarem com a própria aprendizagem. Para atingir esse objetivo, foi desenvolvida uma sequência didática que originou um produto educacional aplicável em aulas de Física no ensino médio. A metodologia implementada integrou os métodos ativos Instrução pelos Colegas (Peer Instruction) e Ensino sob Medida (Just-in-time Teaching), buscando o envolvimento cognitivo dos alunos. Além desses métodos, a sequência didática incluiu uma atividade experimental com espectrógrafo de baixo custo, atividades de resolução de problemas e dois debates, sobre o uso de câmara de bronzeamento artificial e a instalação de usina de fissão nuclear. O suporte teórico da metodologia foi a Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud. As aulas foram estruturadas a partir de questões norteadoras com potencial de se tornarem situações-problema para os alunos. O produto educacional contém tarefas de leitura (com textos e questões sobre os textos), uma lista de testes conceituais, listas de problemas quantitativos, um modelo de minirrelatório e um opinário. As 21 aulas dessa proposta foram desenvolvidas com duas turmas de segundo ano do ensino médio, da rede privada de ensino, na cidade de Joaçaba, Santa Catarina. As atividades propostas foram realizadas com êxito. As respostas dos estudantes permitiram concluir que houve aprendizagem durante a aplicação da metodologia. Os resultados do opinário mostraram que houve boa receptividade à proposta de trabalho pela maioria dos estudantes que consideraram metodologia melhor para seu aprendizado do que os métodos tradicionais de ensino.
Palavras-chaves: Instrução pelos Colegas, Ensino sob Medida, Ondulatória.

ABSTRACT
The main goal of this work is to teach waves through an active learning methodology that engages cognitively the students with their own learning. To achieve this goal, a didactic sequence was developed as an educational product to be used in high school physics classes. The present approach integrated two active learning methods ¬- Peer Instruction and Just-in-Time Teaching - aiming to get more student engagement. In addition to these methods, other kinds of activities were included: an experimental activity with low cost spectrograph, problem solving and debates about tanning beds and nuclear plants. The Vergnaud’s Theory of Conceptual Fields supports this work. The lessons were organized around leading questions, which could turn out to be problem-situations to be solved by the students. The educational product contains a set of reading assignments, including texts and tasks, concept tests, problems list, a small report template and a questionnaire to gather the students’ opinions about the methodology. Twenty one lessons were applied to two classes for high school students at a private school in a Brazilian city (Joaçaba, in Santa Catarina). The results revealed the applicability of this teaching proposal. Answers given by the students showed that the learning was successfully achieved during the use of this methodology. The students´ evaluation was very positive. They considered this methodology more efficient for their learning than traditional teaching methods.
Keywords: Peer Instruction, Just-in-Time Teaching, Waves.

99 Jeferson Barp
Uma proposta de trabalho orientada por projetos de pesquisa para introduzir temas de Física no 9º ano do ensino fundamental
28/11/2016
Orientação: Dr. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dr. Marcio Gabriel dos Santos (Campus Litoral Norte/UFRGS), Dr. Paulo Pureur Neto (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
Este trabalho tem por objetivo relatar uma experiência didática que envolveu a aplicação de um módulo para inserir a Física no nono (9º) ano do Ensino Fundamental através da metodologia de projetos de pesquisa. A aplicação ocorreu em uma escola pública da rede municipal de Porto Alegre, RS, no período de outubro a dezembro de 2015. O módulo baseou-se no referencial teórico da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e na perspectiva metodológica e pedagógica do ensino por projetos de Fernando Hernández e Montserrat Ventura (1998). Descreve-se em detalhe o planejamento didático, os recursos utilizados e a sequência de encontros que mostra como a dinâmica evoluiu e os resultados que foram possíveis de alcançar. O texto oferece também uma revisão da literatura em que a relevância, as vantagens e certas dificuldades do ensino por projetos são discutidas.
Os resultados indicam que é possível inserir e trabalhar a Física no Ensino Fundamental através do ensino por projetos, que os alunos se envolveram positivamente, que a metodologia utilizada conseguiu instigar os estudantes à pesquisa e ao desenvolvimento de sua aprendizagem. Indica que essa estratégia pode ser uma alternativa didática útil para professores de ciências que não se sentem à vontade, ou não se sentem preparados para abordar explicitamente conteúdos de física no Ensino Fundamental, proporcionando um ambiente colaborativo, em que alunos e professores se envolvem e constroem juntos. Mostra também que o esforço na busca de alternativas para alcançar uma educação científica com significado para os aprendizes é possível e precisa ser incentivado.
Ao final, há um produto educacional em formato de texto de apoio ao professor que visa apoiar e motivar os professores a fazerem uso do ensino por projetos.

Palavras-chave: Ensino Fundamental. Projetos de Pesquisa. Ensino de Física.

ABSTRACT

This work aims at reporting a didactical experience which involved the application of a module to insert Physics in the 9th grade from Elementary School by using the methodology of research projects. The application took place in a public municipal school from Porto Alegre, RS, from October to December, 2015. The module was based on the Significant Learning Theory by David Ausubel and on the Methodological and Pedagogical perspective of Teaching by Projects by Fernando Hernández and Montserrat Ventura (1988). The didactical planning, the resources used and the sequence of meetings which show the evolution of the dynamics and the results obtained are shown in detail. The text also offers a literature review in which the relevance, the advantages and some difficulties related to the practice of teaching by projects are discussed.

The results show that it is possible to insert Physics as a learning subject in Elementary School by means of the methodology of teaching by projects. It is also shown that the students got positively involved and that the methodology employed made the students eager to research and to develop their learning process. It indicates that this strategy may be a useful didactical alternative for Science teachers who feel neither comfortable nor prepared to explicitly approach Physics contents in Elementary School, since it offers a collaborative environment, in which students and teachers get involved and build knowledge together. It also shows that the effort to reach viable alternatives for a significant scientific education which is meaningful for the students is possible and needs to be motivated.

In the end, an educational product in text format is offered to the teacher who wants to support and motivate teachers to use the methodology of teaching by projects.

Keywords: Elementary School. Research Projects. Teaching Physics.

98 Eliana Fernandes Borragini
Formação em Astronomia: Gravitação Universal
7/11/2016
Orientação: Dra. Daniela Borges Pavani e Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior
Banca examinadora: Dr. Francisco Catelli (UCS), Dra. Maria Helena Steffani (IF/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Neste trabalho relata-se a produção de um conjunto de oficinas, com foco na formação continuada de professores, mas também com o objetivo de atingir leigos interessados no assunto: Gravitação Universal. As oficinas foram ministradas como parte do OEI – Observatório Educativo Itinerante, em cinco módulos distintos mas relacionados. As atividades foram elaboradas à luz das ideias de Lev Vygotsky, sob uma perspectiva sociocultural da construção do conhecimento. O foco das atividades reside na evidenciação de processos de construção dos modelos explicativos para os movimentos do sistema solar e as interações gravitacionais entre os principais astros. As reflexões decorrentes da aplicação das atividades aponta: (1) que o material é versátil e utilizável em diferentes contextos; (2) os assuntos abordados em especial nos módulos 1 e 2, devido a sua complexidade conceitual, exigem mais tempo do que o inicialmente previsto; (3) as atividades podem ser extraídas do contexto da produção e utilizadas independentemente, desde haja uma contextualização inicial, (4) um diferencial em relação a outras produções similares, é que contém discussões detalhadas sobre o que se pode esperar como resultados e por quê, visando a auxiliar professores com lacunas em sua formação; e (5) a utilização do referencial mostrou-se adequada e produtiva, pois propiciou reflexões e identificação de caminhos explicativos tanto na elaboração do material quanto na análise das concepções dos participantes.

Palavras-chave: Ensino de Astronomia; Gravitação Universal; Abordagem Sociocultural.

ABSTRACT

This study is about the production of a set of workshops focusing on Continuing Education for teachers and aiming to achieve general people who are interested in Universal Gravitation. Workshops were carried out as part of the Itinerant Educational Observatory (OEI) in five distinct sections which were related to each other. Activities were formulated based on Lev Vygotsky’s ideas through a sociocultural perspective of knowledge construction. The focus of activities is the disclosure of construction processes of explanatory models for the solar system motions and the gravitational interaction among main stars. Reflections resulting from the implementation of activities show that (1) material is versatile and useful in different contexts; (2) subjects addressed - mainly in modules 1 and 2 - require more time than the originally planned due to notion complexity; (3) activities can be extracted from production context and used independently since there is initial contextualization; (4) divergence regarding other similar productions is that they contain detailed discussions on why and what can be expected as results attempting to help teachers with educational gaps; and (5) references proved to be satisfactory and productive since they led to reflection and explanatory path identification in both preparation of material and analysis of participants’ conceptions.

97 Gabriel Schabbach Schneider
Ensino de calorometria com ênfase no desenvolvimento da habilidade de leitura e interpretação de gráficos
21/10/2016
Orientação: Dr. Eliane Angela Veit e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dra. Liane Ludwig Loder (Campus Litoral(UFRGS)), Dra. Raquel Giulian (IF/UFRGS), Dr. Dimiter Hadjimichef (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Neste trabalho é apresentada uma proposta para o ensino de termometria e calorimetria, em nível de ensino médio, que enfatiza a habilidade de leitura e interpretação de gráficos. A motivação do trabalho é o crescente aumento da importância, no cenário nacional, do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) exigindo a referida habilidade em parcela significativa das questões. A fundamentação teórica está baseada na Teoria da Aprendizagem de David Ausubel, tanto no que diz respeito à concepção e elaboração do material instrucional, quanto à sua aplicação em sala de aula. O módulo didático, perfazendo um total de 20 horas aula, é composto por um conjunto de aulas expositivo-dialogadas, aulas práticas, listas de exercícios, que partem de exercícios elementares até exercícios de concursos de vestibular, exercícios associados à visualização de vídeos, correção de atividades com a projeção de respostas erradas inspiradas no Peer Instruction e um texto produzido especialmente para o produto educacional, constituindo-se este conjunto no produto educacional do mestrado. Quanto à habilidade de leitura e interpretação de gráficos, adotou-se a classificação de Curcio em três níveis: “ler os dados, ler entre os dados e ler além dos dados”. O módulo didático foi aplicado no Colégio Concórdia de Porto Alegre em uma turma de 37 alunos do segundo ano do Ensino Médio. Para avaliar os alunos na leitura e interpretação de gráficos foi produzido um teste de conhecimentos prévios e conhecimentos adquiridos, com quinze questões que envolvem a leitura e interpretação de gráficos em diferentes níveis conforme a classificação de Curcio. Esse teste foi aplicado antes do início da proposta didática com dupla finalidade: detecção dos conhecimentos prévios dos alunos e servir de pré-teste para avaliação da aprendizagem dos alunos e após a aplicação da proposta para fins de comparação com o pré-teste. Ao final do módulo didático foi aplicado um teste para aferir os conhecimentos de termometria e calorimetria adquiridos. Os resultados mostram uma melhora significativa na habilidade de leitura e interpretação de gráficos, especialmente nas questões relativas ao terceiro nível de Curcio. O teste de opinião aplicado para avaliar a percepção dos alunos em relação ao desenvolvimento da proposta, de um modo geral, foi favorável à proposta.
Palavras chave: ENEM, interpretação de gráficos, atividade experimental, calorimetria, termometria.

ABSTRACT
This dissertation presents a proposal for teaching thermometry and calorimetry at high school level, which emphasizes graphs reading and interpreting skills. The motivation behind this study is the increasing importance, on the Brazilian national scene, of the National Secondary Education Exam (ENEM), requiring these skills in a significant portion of the questions. The theoretical foundation is the Meaningful Learning Theory by David Ausubel, regarding the design and preparation of instructional material for its use in the classroom. The teaching module, comprising a total of 20 class hours, consists of a set of expository-dialogued classes, practical classes, exercises, starting from elementary exercises to university entrance exams questions, exercises associated with video watching, tasks correction with the projection of wrong answers based on Peer Instruction and a text produced especially for the educational product, constituting this set the educational product for a master degree program. As for graphs reading and interpreting skills, Curcio´s classification has been adopted on three levels: "reading the data, reading between the data and reading beyond the data". The teaching module was applied to a class of 37 students in the second year of high school at Concordia School in the City of Porto Alegre. In order to assess students about graphs reading and interpreting, it was produced a pretest with fifteen questions at different levels according to Curcio´s classification. This test was applied before the didactic proposal for two main reasons: to detect previous knowledge of the students and to evaluate their learning improvement after the implementation of the proposal, using the same test as a posttest. At the end of the teaching module, a test was applied to assess the acquired knowledge of thermometry and calorimetry. The results show a significant improvement in graphs reading and interpreting skills in questions related to the first two levels of the course. The opinion test used to assess the students' perception concerning the proposal, in general, was favorable to the proposal.
Key words: ENEM, interpretation of graphs, experimental activity, thermometry, calorimetry.

96 Jênifer Andrade de Matos
Apresentando conceitos do movimento de queda dos corpos no ensino fundamental através de um aporte histórico e epistemológico
3/10/2016
Orientação: Dr. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dr. Ricardo Rangel Guimarães (PUC/RS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Este trabalho relata a aplicação de uma proposta didática para introduzir a Física no Ensino Fundamental através do estudo do movimento de queda dos corpos. Este fenômeno foi tratado através de três distintas teorias (Aristóteles, Física Clássica e Einstein) tomadas como sucessivos paradigmas na História da Física, o que possibilitou a discussão explícita também de aspectos epistemológicos. A proposta foi aplicada duas vezes, nos anos de 2014 e 2015, com alunos do Ensino Fundamental em formato de oficina, no turno inverso ao das aulas regulares, no colégio João Paulo I – Higienópolis, em Porto Alegre, RS. O planejamento das atividades baseou-se na teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel e a atividade científica foi interpretada de acordo com a visão de ciência de Thomas Kuhn (foram debatidos conceitos como paradigma, revolução científica, ciência normal e incomensurabilidade paradigmática).
Ao longo da oficina foram introduzidas, de forma qualitativa, a visão aristotélica, a Teoria Clássica e a Teoria da Relatividade Geral como sendo distintas explicações para o movimento de queda dos corpos. A proposta mostrou-se uma boa alternativa para o ensino de Física de uma maneira diferenciada, conseguindo alcançar alguns conceitos de Física Moderna e Contemporânea com resultados exitosos em ambas as aplicações, no sentido de tornar o primeiro contato dos jovens com a Física uma experiência interessante. Além disso, a proposta tornou possível proporcionar aos alunos uma noção menos ingênua e mais crítica sobre a atividade científica, mostrando a Física como uma ciência viva. No final deste trabalho (Apêndice J), há um produto educacional que mostra a sequência didática, contendo textos e atividades, como sugestão ao professor de Física desse nível de ensino.

Palavras-chave: história e filosofia da ciência, queda dos corpos, física no ensino fundamental, epistemologia de Thomas Kuhn.

ABSTRACT
This work describes the application of a didactic proposal to introduce physics in elementary education through the study of the motion falling bodies. This phenomenon was treated by the study of three different theories (Aristotle´s, Classical Mechanics and Einstein´s) taken as successive paradigms in the history of physics, which also allowed the explicit discussion of epistemological aspects. The proposal was applied twice in the years of 2014 and 2015, with elementary school students in a workshop format in the opposite shift of the regular classes in the school João Paulo I - Higienópolis, Porto Alegre, Rio Grande do Sul. The planning of activities was grounded in the meaningful learning theory of David Ausubel and scientific activity was interpreted according to Thomas Kuhn vision of science (concepts such as a paradigm, scientific revolution, normal science and paradigm incommensurability were discussed).
During the workshop the Aristotelian view, the classical theory and the General Theory of Relativity were introduced, qualitatively, as distinct explanations for falling bodies’ movement. The proposal proved to be a good alternative to teach physics in a different way, managing to teach some concepts of Modern and Contemporary Physics with promising results in both applications, allowing the first contact of young people with Physics to become an interesting experience. In addition, the proposal proved to be a possible way to provide students a less naive and more critical notion of the scientific activity, showing physics as a science that is continuously evolving. At the end of this study (Appendix J), there is an educational product that shows the didactic sequence used, containing texts and activities, as a suggestion to physics teacher at this level of education.

Keywords: history and philosophy of science, falling bodies, physics in elementary school, Thomas Kuhn 's epistemology.

95 Jan Torres Lima
A contextualização da astronomia no ensino da termodinâmica
29/9/2016
Orientação: Dr. Daniela Borges Pavani e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UPF), Dra. Alejandra Daniela Romero (IF/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Um dos desafios dos professores de física do ensino médio é realizar práticas que despertem o interesse dos alunos pelas aulas. O uso de tecnologias da informação e comunicação (TIC’s), a demonstração de experimentos e a apresentação de temas interessantes, como a astronomia, são excelentes estratégias. Entretanto, nem sempre professores dispõem de tempo ou conhecimento para realizá-las. Desta forma, contextualizamos a astronomia dentro dos conteúdos de termodinâmica, desenvolvendo um produto educacional composto por: i) slides, vídeos, animações e simulações; ii) apostilas dos alunos; iii) guias de apoio pedagógico de orientação ao professor. O referencial teórico adotado foi a aprendizagem significativa de Ausubel. Nela, a aprendizagem ocorre quando uma nova informação se relaciona com conceitos já existentes na estrutura cognitiva do aprendiz de modo não-literal e não-arbitrário. Uma das condições para se aprender significativamente é a predisposição do aprendiz em relacionar a nova informação com outra relevante da sua estrutura cognitiva. Este projeto foi aplicado em alunos do segundo ano do ensino médio da escola estadual Jardim Planalto, do município de Esteio-RS, de setembro a dezembro de 2014, totalizando dezoito períodos. A avaliação dos alunos ocorreu ao longo do projeto, utilizando questões, exercícios e mapas conceituais existentes nas apostilas. Para investigar se os alunos aprenderam significativamente, aplicamos um teste final de concepções alternativas em termodinâmica e astronomia e propomos a construção de um mapa conceitual em grupo. Os resultados obtidos demonstraram que o uso de temas que despertam a curiosidade dos alunos, como astronomia, aliados ao uso tecnologias de informação e comunicação, demonstração de experimentos e apostilas aumentam o interesse e consequentemente a participação dos alunos nas atividades propostas em sala de aula.

Palavras-chave: Astronomia; Aprendizagem Significativa, Termodinâmica.

ABSTRACT

One of the challenges of high school physics teachers is to develop practices that increase the interest of students in the classes. Some excellent strategies are the use of information and communication technologies, presentation of experiments and interesting themes, like astronomy. However, teachers often don’t have time or knowledge of astronomy to plan and carry them out. Thus, we contextualize astronomy in the thermodynamic contents to develop an educational product consisting of: i) slides, videos, animations and simulations; ii) student handouts; iii) teacher support guides. The theoretical framework adopted was the Theory of Meaningful Learning (David Ausubel). According to it, learning occurs when new information is integrated into the old knowledge of learner's cognitive structure in a non-arbitrary and non-literal fashion. One of the conditions for learning significantly is the learner's predisposition to relate new with other relevant information of their cognitive structure. This project was applied to the second year students of high school Jardim Planalto in Esteio-RS (Brazil) from September to December 2014, totaling 18 class periods. Student’s evaluation occurred during the entire project using questions, exercises and conceptual maps contained in the booklets. To check if students have learned significantly, we applied a final test of alternative conceptions in thermodynamics and astronomy and we propose the construction of a conceptual map in student groups. The results showed that the use of themes that awaken the curiosity of students, such as astronomy, combined with the use of information technologies and communication, presentation of experiments and booklets increase the interest and participation of students in activities proposed in class
Keywords: Astronomy; Meaningful Learning; Thermodynamics

94 Diego Ricardo Sabka
Uma abordagem CTS das máquinas térmicas na revolução industrial utilizando o RPG como ferramenta didática
26/2/2016
Orientação: Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior e Dr. Alexsandro Pereira de Pereira
Banca examinadora: Dr. Frederico Augusto Toti (UNIFAL- Universidade Federal de Alfenas), Dra. Daniela Borges Pavani (PPG Ensino de Física/UFRGS), Dra. Eliane Dias Alvarez Schafer (Colégio de Aplicação/UFRGS), Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior (PPG Ensino de Física/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

O Ensino de Física em um mundo democrático requer mais práticas curriculares que abordem as implicações sociais da Ciência e da Tecnologia (C&T). Buscando articular uma visão marxista com pressupostos do movimento CTS, o presente trabalho de conclusão reporta uma experiência de ensino de máquinas térmicas que apresenta dois diferenciais: (1) situa a máquina térmica no contexto histórico da revolução industrial inglesa; (2) promove um jogo de interpretação de papéis (Roleplaying Game – RPG). A fundamentação teórica está baseada em três fontes principais: o referencial curricular CTS, a teoria do desenvolvimento de Lev Vygotsky e a reconstrução histórica de Eric Hobsbawm para a revolução industrial. O trabalho foi aplicado em duas turmas da 2ª série do Ensino Médio. Foi elaborado um produto educacional em hipermídia, voltado para professores. Nossos resultados sugerem que a proposta favoreceu que os alunos: (1) percebessem que a máquina térmica, situada em um palco de conflitos sociais, não pode ser compreendida somente como um aparato tecnológico; (2) vivenciassem os conflitos de uma posição social diferente da sua própria (a posição do operário de uma fábrica, por exemplo). Uma agenda para futuras práticas CTS é discutida.

Palavras-chave: CTS, RPG, Marxismo, Máquinas Térmicas, Revolução Industrial.

ABSTRACT

Physics teaching in a democratic world requires more curricular practices addressing social implications of Science and Technology (S&T). Intending to interweave a Marxian stance along with STS ideas, this text reports an experience of teaching thermal machines with two main distinctions: (1) it situates thermal machines in the context of British industrial revolution; (2) it involves a Role Playing Game (RPG). The theoretical framework is based on three sources: STS curriculum design, Lev Vygotsky’s developmental psychology and Eric Hobsbawm’s account for industrial revolution. This experience was enacted twice with high school students. The emerging educational product (directed to other science teachers) was elaborated on hypermedia. The results suggest that this experience favored students’: (1) acknowledging that thermal machine is not only a technological apparatus; (2) lived the conflicts of a different social position (eg., the role of an industry employee). An agenda for future STS practices is discussed.

Keywords: STS, RPG, Marxism, Thermal Machines, Industrial Revolution.

93 Flavio Festa
Proposta didática para desenvolver o tema da Supercondutividade no Ensino Médio
9/11/2015
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni e Dr. Paulo Pureur Neto
Banca examinadora: Dr. Elio Carlos Ricardo (USP), Dr. Mario Norberto Baibich (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFis/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

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RESUMO

Este trabalho é a narrativa de uma experiência didática de aplicação de um módulo que integrou o tópico de Supercondutividade no Ensino Médio regular de uma escola pública situada na cidade de Veranópolis, RS, sob o referencial teórico da Teoria dos Campos Conceituais de Gérard Vergnaud. Descreve-se em detalhe as situações-problema e os recursos selecionados e utilizados, bem como a sequência como o tema foi abordado no ensino regular, com turmas de terceiro ano. A forma como o módulo foi pensado e o nível de profundidade que foi possível alcançar aparecem ao longo do texto, que também oferece uma revisão da literatura em que a relevância da inclusão da Física Moderna e Contemporânea no currículo do Ensino Médio é discutida. O resultado indica que é possível trabalhar assuntos de Física Moderna e Contemporânea no ensino regular, que os alunos apreciam e mostram disposição para aprender assuntos atuais e que o esforço para introduzir pequenas atualizações curriculares é válido e precisa ser incentivado como uma das possíveis alternativas para se alcançar a melhoria de qualidade na Educação Básica. Ao final, um produto educacional em formato de texto de apoio, orientação e motivação aos professores de Física é apresentado.

Palavras chave: ensino médio, atualização curricular, supercondutividade.

ABSTRACT

This work is a narrative of an application teaching experience that composed the topic of Superconductivity in a Public High School located in Veranópolis city, RS, with the theoretical reference of the Conceptual Fields Theory from Gérard Vergnaud. The problem situations and the selected used resources are detailed described, as well the sequence like it was seen with high school third year students. The way the module was thought and the possible intensity level are throughout the text, which also offers a literature review where there are discussions about the relevance of the Modern and contemporary Physics inclusion in High School curriculum. The result indicates that it is possible to develop Modern and contemporary Physics issues in High School, because the students enjoy and cheer learning current topics, and that the effort to insert small curriculum changes is valid and needs to be encouraged as one possible solution to achieve the Basic Education quality improvement. At the end, it is presented an educational product as a supporting text, orientation and motivation to Physics’ teachers.

Keywords: high school, curriculum update, superconductivity.

92 Gilberto Fetzner Filho
Experimentos de baixo custo para o ensino de Física em Nível Médio usando a placa Arduino-UNO
20/8/2015
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Rafael Peretti Pezzi
Banca examinadora: Dr. Rafael Vasques Brandão (CAp/UFRGS), Dr. Heitor Carpes Marques Fernandes (IF/UFRGS), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Um dos principais desafios que um professor de Física enfrenta ao tentar atualizar suas aulas e trazer novas abordagens para o contexto escolar diz respeito a infraestrutura necessária para implementá-las. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de materiais instrucionais de baixo custo para a realização de experimentos de Física relacionados ao conteúdo de Cinemática usando a placa Arduino-UNO como interface para aquisição de dados. Para isto foi desenvolvido um material didático, amparado na Teoria de Aprendizagem Significativa de David Ausubel, composto por: I) equipamento constituído por sensores ópticos infravermelhos e ultrassônico; II) três modelos de shield para a placa Arduino-UNO; III) softwares desenvolvidos em Python para visualização em tempo real dos gráficos de posição, velocidade e aceleração em função do tempo; IV) vídeos tutoriais mostrando a montagem de todo o equipamento utilizado para aquisição de dados; V) guias pedagógicos para orientar o professor na aplicação das aulas; VI) guias de atividades elaborados com a metodologia “Predizer, Interagir e Explicar” (P.I.E.). O material instrucional foi elaborado dentro de um conceito de Recursos Educacionais Abertos (REA). Atribuímos licenças permissivas a todo o material desenvolvido neste trabalho a fim de que professores, pesquisadores, estudantes e demais membros da sociedade possam usar, estudar, modificar e compartilhar livremente todo o seu conteúdo. A proposta foi implementada em três turmas do primeiro ano do Ensino Médio na Escola Técnica Frederico Guilherme Schmidt na cidade de São Leopoldo (RS), durante o terceiro trimestre de 2014, totalizando dezenove períodos. Durante a aplicação do projeto foram realizadas duas provas como instrumento de avaliação da aprendizagem, além dos questionários que fazem parte do guia de atividades dos alunos, entregues no final de cada tarefa. Os resultados indicam que o uso de experimentos com aquisição automática de dados nas aulas de Física, em conjunto com uma metodologia adequada de ensino, contribuíram para o aprendizado e motivação dos alunos. Acreditamos que, por se tratar de um material didático de baixo custo, elaborado com uso de softwares livres e hardware aberto, é altamente disseminável e tornarse-á muito útil para o desenvolvimento de projetos e práticas educacionais no Ensino de Física.

Palavras-chave: Experimentos de Física de baixo custo; Ensino de Física; Arduino

ABSTRACT

One of the main challenges faced by physics teachers to bring innovative teaching approaches to class is related to the lack of infrastructure to implement it. The objective of this work was to develop low cost instructional materials to conduct didactical experiments about Kinematics using the Arduino-UNO board as an interface for data acquisition. It was developed a teaching material, supported by the Theory of Meaningful Learning (David Ausubel), composed of: i) an equipment with infrared and ultrasonic sensors; II) three shields for the Arduino-UNO board; III) a software developed in Python for real time visualization of graphs position, velocity and acceleration versus time; IV) video tutorials showing the assembly of all equipment used for data acquisition; V) teaching guides to orient the lessons; VI) activity guides designed with the methodology "Predict, Interact and Explain" (P.I.E.). The instructional material was prepared within a concept of Open Educational Resources (OER). We attribute permissive licenses to all material developed so teachers, researchers, students and other members of society can use, study, modify and freely share all the content. The proposal was implemented in three high school classes at the Frederico Guilherme Schmidt Technical School in São Leopoldo (Brazil) during the third quarter of 2014, totalizing 19 class periods. Questionnaires and exams were carried on to evaluate students learning. Our results suggests the use of experiments with automatic data acquisition in physics classes, together with an appropriate teaching methodology, contributed to the learning and student's motivation. Considering the low cost of the hardware and the use of open source software and open hardware the materials developed can be easily adopted giving to the teachers minimal conditions for the development of projects and educational practices in physics teaching. Keywords: Low cost physics experiments; Physical Education; Arduino

91 Henrique Goulart da Silva Urruth
Física e Segurança no Trânsito: um curso de Física e Educação para o Transito para Jovens e Adultos
8/12/2014
Orientação: Dra. Maria Helena Steffani e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dra. Iraziet da Cunha Charret (UFLA), Dr. Gilberto Lima Thomas (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGEnFis/UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

A educação para o trânsito se mostra essencial quando se evidencia um número assustador de mortes e lesões em acidentes. Esta dissertação apresenta o planejamento e a aplicação de um curso de Física e Segurança no Trânsito direcionado a jovens e adultos, visando à educação para o trânsito a partir da introdução de alguns conceitos de Física. Planejado a partir das sequências didáticas fundamentadas na teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel, Joseph Novak, D. B. Gowin e M. A. Moreira: as UEPS - Unidades de Ensino Potencialmente Significativas, disponibiliza-se um produto educacional, na forma de repositório digital, contendo os roteiros das aulas, guias de atividades e guia de apoio ao professor, além de sugestões de vídeos e slides, para livre reprodução, adaptação e aplicação.

Palavras-chave: Educação para o trânsito; Física; Ensino de Jovens e Adultos; Aprendizagem Significativa; UEPS-Unidades de Ensino Potencialmente Significativas.

ABSTRACT

The traffic education is essential when evidence shows a frightening number of deaths and injuries in accidents. This dissertation presents the design and implementation of a Physics Course and Traffic Safety targets young people and adults, aiming to traffic education since the introduction of some concepts of Physics. Planned from the didactic sequences based on the theory of meaningful learning of David Ausubel, Joseph Novak, D.B. Gowin and M.A. Moreira: the PMTU - Potentially Meaningful Teaching Units, offers up an educational product, in the form of digital repository, containing the scripts of classes, activities and support to guide teacher guides, as well as suggestions of videos and slides, for free reproduction, adaptation and application.

Keywords: Traffic Education; Physics; Education of Youth and Adults; Meaningful Learning; PMTU-Potentially Meaningful Teaching Units.

90 Camilla Lima dos Reis
O desafio dos Pequenos Projetos de Física no Programa Adolescente Aprendiz
4/12/2014
Orientação: Dr. Maria Helena Steffani
Banca examinadora: Dra. Katemari Diogo da Rosa (UFCG), Dr. Rubem Erichsen Junior (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFis/UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Esta dissertação apresenta uma proposta de ensino de Física aplicada a adolescentes trabalhadores, vinculados ao Programa Adolescente Aprendiz, com o foco na progressão escolar deles. Para uma maior motivação e interação nas turmas, que eram mescladas quanto à idade e à escolaridade, a estratégia de pequenos projetos didáticos foi escolhida para que a Física tivesse mais relação com o seu mundo, contextualizando-a a suas curiosidades. Ao mesmo tempo, buscou-se estimular neles virtudes como autonomia, organização e capacidade de criticar, de trabalhar em grupos e de falar em público, para terem novas perspectivas quanto a um futuro mais promissor na escola, no trabalho, na família e na sociedade. Nesse intuito, as atividades foram planejadas de forma crescente na atuação dos adolescentes e foram realizadas em duas turmas, de maio a julho de 2010, na sede da ONG onde o programa está inserido. Foram trabalhadas questões diversas baseadas no filme Sonhos no Gelo, seguidas de sugestões relacionadas à Ciência na Copa do Mundo da África do Sul e, por fim, questões que partissem da curiosidade deles, com os temas gerais: Calor e Luz. Os resultados obtidos por meio dos trabalhos desenvolvidos evidenciam uma maior compreensão da Física e um aumento do interesse por ela. O produto educacional deste trabalho consiste em um texto de apoio para professores com cinco atividades sobre a Física do dia a dia.

Palavras-chave: Ensino de Física, Ensino não formal, Ensino Médio, Metodologia de projetos, Pedagogia de Paulo Freire.

ABSTRACT

This paper presents a proposition of Physics teaching applied to adolescent workers, linked to the Youth Apprentice Program, focusing on their school progress. To increase motivation and interaction in classrooms, which were merged as the age and education, the strategy of small instructional projects was chosen for the Physics had more to do with their world, contextualizing it to their curiosities. At the same time, we tried to promote in them virtues such as autonomy, organization and ability to criticize, to work in groups and public speaking, to gain new perspectives on a brighter future at school, at work, in family and society. With this in mind, activities were planned according to their values and actions of teenagers and were held in two classes, from May to July 2010, at the headquarters of the NGO where the program is inserted. Several questions based on the movie Ice Princess, followed by suggestions related to Science in the South Africa World Cup and, finally, questions in their own curiosity with the general themes like Heat and Light were worked. The results obtained from developed studies show a greater understanding of physics and an increased interest in it. The educational output of this work consists in an instructional text for teachers with five activities about everyday Physics.

Keywords: Physics teaching, Non-formal education, High School, Projects Methodology, Pedagogy of Paulo Freire.

89 Fabricio da Silva Scheffer
O uso de videoaulas para a Aprendizagem de Cinemática
1/12/2014
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dr. Laércio Ferracioli (UFES), Dr. Fernando Lang da Silveira (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Rubem Erichsen Junior (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Nesse trabalho foi produzido um minicurso de Cinemática com ênfase em interpretação de gráficos. Foram elaboradas seis videoaulas que abrangeram conceitos básicos da Cinemática tais como referencial, posição, deslocamento, velocidade e aceleração. Utilizou-se testes iniciais e finais de interpretação de gráficos da cinemática para verificar se houve ganho de aprendizagem por parte dos alunos após cursarem o minicurso. A aplicação desse material ocorreu em um site particular, mas pode ser adaptado a outros ambientes de ensino como o Moodle, por exemplo. Nessa aplicação, no site do minicurso de Cinemática, houve um questionário inicial no qual traçou-se um perfil dos participantes, um teste inicial sobre interpretação de gráficos, as seis videoaulas, um teste final sobre interpretação de gráficos e um questionário final. As videoaulas foram elaboradas à luz da teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel e dos pressupostos pedagógicos e técnicos de Jack Koumi para a produção de vídeos didáticos. Ambos referenciais orientaram o processo de construção dos vídeos no que tange aos cuidados pedagógicos e técnicos de uma produção audiovisual voltada para o ensino. O resultado da aplicação mostrou-se favorável ao uso do minicurso de Cinemática, pois houve um ganho de 36% entre os testes inicial e final com o uso das videoaulas. Entretanto, apenas uma parcela menor do total de inscritos no minicurso concluiu todas as atividades propostas. Os comentários finais do feedback mostraram que a maioria aprovou o minicurso e recomendaria aos seus colegas, mas ainda preferem aulas presenciais, pois podem sanar suas dúvidas diretamente com o professor.

Palavras-chave:videoaula; cinemática; gráficos; ensino de Física.

ABSTRACT

In this work was produced a kinematics mini course focused on graphics interpretation. It was created six video lessons covering basics such as framework, position, velocity and acceleration. A private website was used as an application platform for the mini course. Initial and Final tests of understanding graphs in kinematics were applied to assess the learning gain achieved by the students after the teaching activities. A questionnaire, to establish the profile of the students, and a feedback questionnaire at the end of the mini course, to gather the students impressions about the video lessons, were also applied. The video lessons were construct based on the principles of the Ausubel’s meaningful learning theory and the recommendations of Koumi about technicalities of filming instructional videos. The group composed of the students that watched all the videos, and answered the initial and final tests (29 of 212 enrolled), obtained an average normalized gain of 0.36. The results of the feedback questionnaire point out for a high appreciation of the mini course by the students, however, they still prefer to meet the teacher in class for the lessons.

Keywords: Kinematics graphs, Physics education, Video lessons.

88 Marina Paim Gonçalves
Oficina Astronômica: uma proposta de atividades utilizando materiais potencialmente significativos para Ensino Médio
1/12/2014
Orientação: Dr. Maria Helena Steffani
Banca examinadora: Dr. Odilon Giovannini Júnior (UCS), Dr. Alan Alves Brito (IF/UFRGS), Dra. Maria de Fatima Oliveira Saraiva (IF/UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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Resumo

Este trabalho é um relato das atividades desenvolvidas dentro da disciplina de Física, em duas turmas de 1º ano de Ensino Médio Politécnico da E.E.E.M. Elisa Tramontina de Carlos Barbosa, RS, tendo como tema Oficina Astronômica: uma proposta de atividades utilizando materiais potencialmente significativos para Ensino Médio. O trabalho é uma proposta de atividades pedagógicas tendo com tema central tópicos de Astronomia, mas com uma abordagem lúdica e motivacional. O embasamento teórico do trabalho tem aporte epistemológico de Gaston Bachelard e a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Entre as atividades relatadas neste trabalho destacamos a avaliação prévia do conhecimento dos alunos, atividades lúdicas de representação e construção de modelos astronômicos, comparação de tamanhos e distâncias, uso de experimentos virtuais e visita ao Planetário. Através dos relatos dos alunos e da avaliação das atividades, percebemos que o tema se mostrou adequado para motivar, despertar o espírito científico e tornar a aprendizagem significativa.

Abstract

This paper reports the activities developed within the discipline of physics in two classes of 1st year of the Polytechnic School Elisa Tramontina, Carlos Barbosa, RS, with the theme Astronomical Workshop: a proposed activities using materials impacts to school. The work is a proposed educational activities taking issue with central topics of astronomy, but with a playful approach and motivational. The theoretical work has epistemological contribution of Gaston Bachelard and Meaningful Learning Theory David Ausubel. Among the activities reported in this paper highlight the preliminary assessment of students' knowledge, play activities of representation and construction of astronomical models, comparing sizes and distances, using virtual experiments and visit the planetarium. Through the reports of students and evaluation of activities, we realize that the subject and proved adequated to motivate, to awake the scientific spirit and make learning meaningful.

87 Adroaldo Carpes de Lara
Ensino de conceitos Básicos de Eletricidade Através da Análise do Consumo de Energia Elétrica em uma Escola de Ensino Médio
1/12/2014
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dra. Márcia Maria Lucchese (UNIPAMPA), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Sergio Ribeiro Teixeira (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Neste trabalho, é apresentada uma proposta para o ensino de conceitos de eletricidade para alunos do Ensino Médio através de um projeto sobre o consumo de energia elétrica. Há uma carência nos livros didáticos brasileiros, de Ensino Médio de Física, de uma abordagem dos conceitos de eletricidade de maneira aplicada a situações do cotidiano, relacionando o consumo de energia elétrica à necessidade de economia desse consumo. O referencial teórico está baseado na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e na metodologia dos momentos pedagógicos de Delizoicov e Angotti. A aplicação do projeto ocorreu com alunos do Colégio Unificado Centro, na cidade de Porto Alegre, em uma atividade extracurricular com duração de 12 horas-aula, divididas em seis encontros realizados em turno inverso ao turno das aulas. Ao final do trabalho, apresentamos os resultados das atividades desenvolvidas, bem como uma avaliação sobre a proposta e materiais de apoio ao professor que pretenda utilizar esse trabalho com seus educandos. Esse material de apoio é composto dos planos de aula, tabelas e textos que podem ser adaptados às necessidades do professor e dos estudantes. O produto desse trabalho é composto pelo referido material de apoio ao professor que pode ser adaptado ou reproduzido na integra para o desenvolvimento de projeto similar em outras escolas.

ABSTRACT

In the present work, a proposal for the teaching of electricity concepts to High School students is presented through a project on domestic electricity consumption. Brazilian High School textbooks on physics lack an applied approach to teaching electricity that relates it to everyday to the need of saving it. This project is based on Ausubel’s Meaningful Learning theory and Delizoicov and Angotti’s pedagogical moments methodology. The project application occurred with students from the school “Colégio Unificado Centro” (Porto Alegre, Brazil) as a 12-hour extracurricular activity, divided in six afternoon meetings. By the end of the project, we present the results of the activities developed there, as well as an evaluation of the proposal and supporting materials for teachers willing to use this project with his or her pupils. The supporting material is composed of lesson plans, tables and texts, which can be adapted to different teacher-student realities. The product of this work is composed but the aforementioned supporting material, which can be adapted or reproduced entirely for the development of similar projects in other schools.

86 José Fernando Cánovas de Moura
Introduzindo Física Moderna no Ensino Médio a partir do tema estruturador radiação eletromagnética: luz, cores e aplicações médicas
27/11/2014
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dra. Vania Elisabeth Barlette (UNIPAMPA), Dr. Magno Valério Machado (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGEnFis/UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
Resumo
Neste trabalho são propostos textos e atividades para apresentação em sala de aula de temas relacionados com oscilações, ondas, radiação eletromagnética, cores, propriedades corpusculares da luz, modelos atômicos, radiações ionizantes e aplicações médicas. O material foi desenvolvido e aplicado à luz das teorias da interação social de Vygotsky e da aprendizagem significativa de Ausubel em um Curso de Extensão para professores de Física do ensino básico. Posteriormente, as atividades foram modificadas e adaptadas para as disciplina de Física Geral do Curso de Licenciatura em Matemática da Faculdade Cenecista de Osório. O texto e atividades que tratam da Introdução a radiações ionizantes foram também utilizados na disciplina de Biofísica do curso de Ciências Biológicas da mesma faculdade. As aplicações realizadas são analisadas e os resultados discutidos. O material instrucional produzido será disponibilizado na série “Textos de Apoio ao Professor de Física”, separado em capítulos, de forma a facilitar a utilização do conteúdo parcial ou completo por outros professores em sua prática docente.

Palavras-chave: Ensino de Física; Física moderna e contemporânea; Teorias de apredizagem significativa de Ausubel e de interação social de Vygotsky; Física na escola de nível médio e
no ensino superior

Abstract
In this work we present texts and activities related to Physics contents such as oscillations, waves, electromagnetic radiation, colors, corpuscular properties of light, atomic models, ionizing radiation and medical applications. The material was developed and activities were implemented in the classroom based in Vygotsky’s social interaction and Ausubel’s meaningful learning theories. The content was initially implemented in a course aimed at high-school Physics teachers. It has been subsequently adapted, to be presented to students attending teacher education courses in Mathematics and Biology at FACOS, in Osorio. The implementation of the instructional material is analyzed and their results are discussed. All the material will be made available in the series “Textos de Apoio ao Professor de Física”, organized in chapters, to ease its use by other Physics teachers in their respective classes.
Keywords: Physics teaching; Modern and contemporary Physics; Ausubel meaningful learning and Vygotsky social interaction theories; Physics teaching in high school and teacher education courses.

85 Rodrigo Lapuente de Almeida
Ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos:contextualizando de uma forma significativa o estudo da eletricidade
24/11/2014
Orientação: Dr. Silvio Luiz Souza Cunha
Banca examinadora: Dra. Helena Libardi (UFLA), Dra. Maria Helena Steffani (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

O presente trabalho traz uma proposta de ensino de eletricidade na modalidade da EJA no Colégio Luterano da Paz localizado no bairro Sarandi, na Cidade de Porto Alegre. O objetivo principal deste trabalho era de criar uma metodologia diferenciada de ensino da parte de eletricidade, utilizando os referenciais de Ausubel e Vigotsky, focando principalmente nos conceitos de carga elétrica, corrente elétrica, diferença de potencial e potência elétrica. Foi elaborado um material onde os estudantes podiam compreender estes conceitos utilizando os seus dispositivos de telefone móvel, computadores, chuveiros elétricos, disjuntores e outros materiais de fácil manuseio. Houve uma significativa melhora na dedicação dos estudantes em aula e também da qualidade de suas respostas.

Palavras-chave: EJA, eletricidade e ensino.

ABSTRACT

This paper presents a proposal to teach electricity in the form of EJA (Young and Adult Education) at Colégio Luterano da Paz located in Sarandi, Porto Alegre. The main objective of this work was to create a different methodology of teach electricity, using the references of Ausubel and Vygotsky, focusing primarily on the concepts of electric charge, electric current, potential difference and electric power. It was made a material where students could understand these concepts using their mobile phone devices, computers, electric showers, circuit breakers and other materials for easy handling. There was a significant improvement in the dedication of the students in class and also the quality of their answers.

Keywords: EJA, electricity and education.

84 Elio Molisani Ferreira Santos
Arduino: uma ferramenta para aquisição de dados, controle e automação de experimentos de óptica em laboratório didático no Ensino Médio
7/11/2014
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira e Dra. Marisa Almeida Cavalcante
Banca examinadora: Dra. Ducinei Garcia (UFSCar), Dr. Thomas Braun (IF/UFRGS), Dr. Rafael Peretti Pezzi (PPGENFIS/UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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resumo
Resumo

O presente trabalho tem como proposta apresentar algumas possibilidades para o uso do microcontrolador Arduino, uma plataforma de hardware e software livres, em conjunto com as tecnologias da informação e comunicação (TIC’s), especialmente com as ferramentas da WEB 2.0, na elaboração de atividades para o laboratório didático de Física do Ensino Médio, bem como sua utilização em sala de aula. Como exemplo de aplicação, foi desenvolvida uma sequência de atividades com a intenção de que venha a ser potencialmente significativa para o estudo introdutório de Óptica. Destaca-se o estudo qualitativo e quantitativo da reflexão, da refração e da absorção da luz e, também, das cores dos objetos. Essas atividades incluem roteiros de aula dinâmicos, onde o estudante desenvolve seu trabalho e o professor pode corrigi-lo diretamente pelo computador. Deste modo o conteúdo fica disponibilizado na internet, por meio de aplicativos livres para armazenamento e compartilhamento de arquivos, como o Google Drive, o que torna sua impressão dispensável e seu acesso possível de qualquer computador conectado à Web. Além dos roteiros, as atividades contam com equipamentos experimentais que foram especialmente desenvolvidos para a realização de coleta e análise de dados com o Arduino. Discutem-se nesse trabalho de dissertação a utilização desse instrumento de ensino, abordando seus aspectos positivos e cuidados a serem tomados para o bom desenvolvimento das atividades. Descrevem-se também a confecção dos equipamentos, incluindo os custos envolvidos. O material de apoio ao professor e sugestões de roteiros a serem trabalhados com os estudantes será disponibilizado na série “Textos de Apoio ao Professor de Física” para que possa ser utilizado por outros professores na sua prática docente. Descreve-se a implementação do material instrucional em sala de aula, embasada nas teorias de Ausubel e Vygotsky, com turmas da 2ª série do Ensino Médio de uma escola da rede privada de ensino de São Paulo, SP, e discutem-se os resultados obtidos.

Palavras-chave: Arduino, Experimentos de Óptica, WEB 2.0, Tecnologias da informação e comunicação, Laboratório didático

Abstract

This work presents possible uses of Arduino prototyping board, an open-source physical computing platform, a hardware platform and free software, in connection with information and communication technologies (ICT), particularly with the Web 2.0 tools, for the development of activities for the Physics teaching in high-schools’ s laboratory. As a potential application, a series of activities was developed aiming a potentially meaningful for Optics learning. Among these activities we mention the qualitative and quantitative study of reflection, refraction, light absorption, and the colors of objects as well. These activities include lesson plays of dynamic classroom, in which student and teacher develop their work directly on the computer. Lecture content is available online, with the aid of free apps for file storing and sharing, such as Google Drive, which makes printing unnecessary and allows its access from any computer connected to the Web. In addition to lesson plays, activities include experimental tools specially built for data acquisition and analysis with the Arduino. In this work we discuss the application of these teaching tool, pointing out its positive aspects and particular requirements that must be met for the uttermost development of the activities. We also describe the manufacturing of the equipment, and the costs involved. Finally, we append a material for the teacher and suggested lesson plays to be implemented with students. This material will be made available in the series "Textos de Apoio ao Professor de Física", so it can be used by other teachers in their teaching practice. We add the description of the classroom implementation of the instructional material developed to 2nd high school year students of a private school of São Paulo, Brazil, and discuss the results obtained.

83 Adriano da Silva Barcellos
Ausubel, Bacharelard e Objeto de Aprendizagem: resolução de exercícios de um teste conceitual envolvendo os conceitos de Energia Elétrica e Potência Elétrica e sua relação com os conceitos de Tensão, Corrente e Resistência Elétrica
30/10/2014
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Edi Teresinha de Oliveira Grings (ET Liberato ), Dra. Flavia Maria Teixeira dos Santos (FACED/UFRGS), Dr. Rafael Vasques Brandão (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

O uso de Objetos Digitais Aprendizagem – ODA– em ambientes educacionais é uma necessidade inerente à atual época tecnológica que vivemos, uma vez que o acesso a recursos computacionais é ampliado a cada momento, tanto nas escolas como no cotidiano dos cidadãos. Portanto, criar ferramentas, ou seja, ODA, ganha a dimen-são de possibilitar que a educação ultrapasse os muros da escola em qualquer ins-tante ou lugar. Nesse contexto sociohistórico, o presente trabalho apresenta uma proposta de abordar os conceitos de Energia Elétrica e Potência Elétrica bem como as suas relações com Tensão, Corrente e Resistência Elétricas, através de uma bre-ve explanação sobre essas relações e com uma posterior proposta de resolução de um Teste Conceitual envolvendo esses conceitos através de recursos Hipermídia. O diferencial e, por consequência, a contribuição que o presente estudo agrega à co-munidade acadêmica está no fato de que, durante a interação dos aprendizes com um Objeto Digital de Aprendizagem, o erro adquire status de ponto essencial na evo-lução da Estrutura Cognitiva do aprendiz amparado pela Teoria da Aprendizagem de David Ausubel e pela Epistemologia de Gaston Bachelard. Os resultados aqui obti-dos revelam que os ODA quer sejam utilizados isoladamente, quer estejam agrega-dos a outras atividades, em Ambientes Virtuais de Aprendizagem – AVA – podem ampliar as possibilidades do professor no processo de Ensino Aprendizagem.

Palavras-chave: objetos digitais de aprendizagem; ensino de Física; energia e potências elétricas.

ABSTRACT

O uso de Objetos Digitais Aprendizagem – ODA– em ambientes educacionais é uma necessidade inerente à atual época tecnológica que vivemos, uma vez que o acesso a recursos computacionais é ampliado a cada momento, tanto nas escolas como no cotidiano dos cidadãos. Portanto, criar ferramentas, ou seja, ODA, ganha a dimen-são de possibilitar que a educação ultrapasse os muros da escola em qualquer ins-tante ou lugar. Nesse contexto sociohistórico, o presente trabalho apresenta uma proposta de abordar os conceitos de Energia Elétrica e Potência Elétrica bem como as suas relações com Tensão, Corrente e Resistência Elétricas, através de uma bre-ve explanação sobre essas relações e com uma posterior proposta de resolução de um Teste Conceitual envolvendo esses conceitos através de recursos Hipermídia. O diferencial e, por consequência, a contribuição que o presente estudo agrega à co-munidade acadêmica está no fato de que, durante a interação dos aprendizes com um Objeto Digital de Aprendizagem, o erro adquire status de ponto essencial na evo-lução da Estrutura Cognitiva do aprendiz amparado pela Teoria da Aprendizagem de David Ausubel e pela Epistemologia de Gaston Bachelard. Os resultados aqui obti-dos revelam que os ODA quer sejam utilizados isoladamente, quer estejam agrega-dos a outras atividades, em Ambientes Virtuais de Aprendizagem – AVA – podem ampliar as possibilidades do professor no processo de Ensino Aprendizagem.

Keywords: digital learning objects; Physics teaching; electric energy and potency.

82 Marcos Pradella
Estudo de Conceitos da Termodinâmica no Ensino Médio por meio de UEPS
29/10/2014
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Isabel Krey (UFSM), Dr. Luiz Fernando Ziebell (IF/UFRGS), Dr. Paulo Pureur Neto (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Esta dissertação é o relato da aplicação de quatro Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS) voltadas ao ensino de conceitos de Termodinâmica em uma escola pública de Ensino Médio. Nas unidades de ensino são abordados conceitos de temperatura, sua relação com a estrutura da matéria, dilatação, energia interna, calor, comportamento dos gases e a Primeira Lei da Termodinâmica, enfatizando especialmente as relações entre estes conceitos. As situações-problema abordadas são contextualizadas no dia-a-dia do estudante, com situações e perguntas instigantes e cativantes para o estudo do conteúdo proposto. Nesta aplicação, são utilizadas estratégias didáticas como a utilização de simulações interativas pertinentes aos conceitos desenvolvidos, aulas expositivo-dialogadas, resolução de exercícios, realização de avaliações, construção e apresentação de mapas conceituais. Como embasamento teórico, são utilizadas a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e a Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud.

Palavras-chave: Termodinâmica, Unidade de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS), simulação interativa, aprendizagem significativa, campos conceituais.

ABSTRACT

This dissertation is an account of the application of four Potentially Meaningful Teaching Units (PMTU) focused on the teaching of concepts of thermodynamics in a public high school. In the teaching units are approached the concepts of temperature and its relationship with the material structure, expansion, internal energy, heat, behavior of gases and the First Law of Thermodynamics, especially addressing the relationships between these concepts. Problem situations discussed are contextualized in the daily life of the student with situations and questions exciting and captivating for the proposed content study. In this application, didactic strategies such interactive simulations, relevant to the developed concepts, dialogued lectures, problem solving, learning evaluations, construction and presentations of concept maps are carried out. As theoretical basis, are used the Theory of Meaningful Learning of Ausubel and the Theory of Conceptual Fields of Vergnaud. Keywords: Conceptual fields, Interactive simulation, Meaningful learning, Potentially meaningful teaching units (PMTU), Thermodynamics

81 Rafael Frank de Rodrigues
Arduino como uma ferramenta mediadora no Ensino de Física
10/10/2014
Orientação: Dr. Silvio Luiz Souza Cunha
Banca examinadora: Dr. Rafael Vasques Brandão (CAP/UFRGS), Dr. Rafael Peretti Pezzi (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Esta dissertação utiliza uma atividade direcionada aos alunos do terceiro ano do Curso Técnico de Informática. A ideia foi utilizar microcontroladores, Arduino, como ferramenta mediadora no Ensino de Física. Para desenvolver este procedimento foi considerado o desejo de trabalhar de forma motivadora, visando uma aprendizagem significativa motivada por descobertas, enfatizando o que o aluno conhece e não suas carências. O projeto apresenta uma estratégia de ensino embasada em teorias de formação social da mente, zona de desenvolvimento proximal abordados por Lev Vygotsky e de teoria de projetos propostos por Hernández.

Palavras-chave: Física, Arduino, Vygotsky, teoria de projetos, estação meteorológica e aquisição de dados automáticos.

ABSTRACT

This dissertation utilizes an activity for students of the third year of Technical Computer Course activity. The idea was to use microcontrollers, Arduino with mediating tool in Physics Teaching. To develop this procedure was deemed a desire to work in a motivating way, targeting a significant learning motivated by findings with emphasizing what the student knows and not their shortcomings. The project presents a teaching strategy grounded in theories of social formation of mind, zone of proximal development Lev Vygotsky addressed by theory and projects proposed by Hernández.

Keywords: Automatic data acquisition, Physics, Vygotsky theory projects, Weather station .

80 Luis Galileu Gall Tonelli
Uma proposta para a introdução dos plasmas no estudo dos estados físicos da matéria no Ensino Médio
1/10/2014
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Italo Gabriel Neide (UNIVATES), Dr. Luiz Fernando Ziebell (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

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resumo
A presente dissertação trata de um relato de experiência da aplicação de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS), tendo como base o ensino dos Estados Físicos da Matéria em especial focando o estudo dos plasmas. A UEPS em questão foi aplicada com alunos do 2º ano do Ensino Médio da Escola Estadual Reynaldo Affonso Augustin da cidade de Teutônia – RS. O principal referencial teórico para o trabalho seguiu especificamente os princípios de UEPS propostos por Moreira que levam a etapas que buscam promover a aprendizagem significativa. Também foram levados em conta os preceitos da Teoria de Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Os resultados obtidos através da aplicação das UEPS permitiram observarmos uma evolução nos significados atribuídos aos conceitos envolvidos em relação aos que os alunos apresentavam anteriormente ao trabalho, tanto quanto à visão de cada um em relação aos estados físicos como em relação ao plasma, que era desconhecido da maioria. Ficou evidente também o interesse dos alunos pelo tema, dada às inúmeras buscas e pesquisas que os mesmos fizeram extraclasse sem que fossem solicitadas pelo professor.

This dissertation describes the experience of applying a Potentially Meaningful Teaching Unit (PMTU) to teach the Physical States of Matter topic focusing on the study of Plasma. THE PMTU was used with second year high school students of the State School Reynaldo Affonso Augustin in the town of Teutônia, RS, Brazil. The main theoretical framework of the study was that one proposed by Moreira when designing the PMTUs, leading to a sequence of steps aiming at meaningful Learning of a given topic. In addition, the basic principles of David Ausubel’s Meaningful Learning Theory were also taken into account. Findings gathered in the application of the Plasma PMTU suggested an evolution of the meanings assigned by the students to the concepts involved in the teaching unit when compared to their previous knowledge regarding to states of matter in general and specially to plasma, which was unknown by most of them. It was also evident that the students became quite interested in the subject, given the many extraclass searches they carried out without being asked by the teacher.

79 Jucelino Cortez
O Legado da Madame Curie: Uma abordagem CTS para o Ensino da Radioatividade
19/9/2014
Orientação: Dra. Sandra Denise Prado
Banca examinadora: Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UPF), Dr. Magno Valério Trindade Machado (IF/UFRGS), Dr. Paulo Roberto Menezes de Lima Junior (PPGENFIS/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Nesta dissertação relatamos uma experiência de ensino de Radiotividade fundamentada na abordagem Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) e trabalhada com os estudantes do terceiro ano da Escola Estadual de Ensino Médio Ponche Verde, em Sertão, Rio Grande do Sul, em 2013. A vida e o legado de Marie Curie foram usados como mote central para uma introdução multidisciplinar ao conteúdo de Radioatividade, que envolveu Biologia, História, Química, Filosofia, Sociologia, Matemática, Medicina, além de Física. O trabalho teve como referencial teórico as teorias sócio-construtivistas de Lev Vygotsky e de David Ausubel, sendo ainda influenciado pela chamada Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica do Professor Marco Moreira. Nossa principal meta foi abordar o contéudo de Radioatividade, de forma abrangente e significativa, dado que esse assunto ou acaba sendo abordado na disciplina de Química ou é uma das opções da disciplina de Física, para a introdução de conteúdos de Física Moderna no terceiro ano. O desenvolvimento do trabalho se deu com o uso de questionários, pesquisas em livros e internet, elaboração de mapas conceituais, aulas expositivas, gravações de vídeos com participação de especialistas e uma vídeo-conferência com o Professor Johnny Ferraz, pesquisador do Instituto de Física da UFRGS.

ABSTRACT

In this work we report a teaching experience on Radioactivity motivated by the Science, Technology and Society (STS) framework applied for second level students. Madam Curie's life and legacy has been used as a central point to a multidimensional approach that has involved Biology, History, Chemistry, Philosophy, Sociology, Mathematics and Medicine, besides Physics. This work is based on Vygotsky and Ausubel's theoretical framework and has been also influenced by the socalled 'Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica' by Marco Antonio Moreira. Our main goal has been an abrangent approach given that this subject is either contemplated in Chemistry textbooks or an option for introducing Modern Physics to second level students on their third year. Students have worked with questionnaires, books and internet searching, conceptual maps, lectures and participated in video-conferences with experts from different fields.

78 Leandro Paludo
Uma proposta para a introdução ao uso de tecnologias no ensino de Física experimental dirigida a licenciandos de Física
1/9/2014
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Antonio Endler (IF/UFRGS), Dr. Paulo Pureur Neto (PPgEnFis/UFRGS), Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UPF), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Há décadas pesquisas e diretrizes educacionais no ensino de Física apontam que nós, professores, devemos diversificar as estratégias e metodologias de aprendizagem, nos apropriando e utilizando diferentes recursos didáticos a fim de proporcionar um ensino mais plausível, que conduza a uma aprendizagem significativa por parte dos alunos. Preocupados com essa questão e com a formação dos futuros docentes, desenvolvemos uma proposta didática junto ao curso de Licenciatura em Física da Universidade de Passo Fundo, com o objetivo central de: i) conduzir os licenciandos à reflexão e discussão sobre as tecnologias na sociedade versus seu uso nas escolas e suas potencialidades, como ferramenta, para levar os alunos a atingirem várias das habilidades e competências previstas nos PCN+; ii) torná-los ativos na aprendizagem de Física com o uso de computadores; iii) reconhecer a importância do suporte de um modelo teórico na realização de atividades experimentais, assim como para a compreensão das representações dos sistemas físicos em simulações e animações computacionais. Pelo fato de nossas práticas didáticas buscarem promover nos alunos certas habilidades e competências, nos amparamos em fundamentos teóricos e metodológicos, sobre atividades experimentais, computacionais e modelagem de sistemas físicos, para nortear nossas práticas didáticas. Durante sete encontros, os alunos e professores participantes do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência, desenvolveram seis atividades envolvendo o uso de recursos computacionais: simulações e modelagem computacionais, análise de dados com planilhas eletrônicas, aquisição de dados a partir da análise de vídeos e de recursos que fazem parte de qualquer computador como, microfone e a placa de som, e o compartilhamento online de dados. Para a aplicação da proposta, foram elaborados Guias de Atividade para os Alunos, e essas experiências são relatadas em detalhes neste trabalho. Os resultados apresentados indicam grande interesse e engajamento por parte dos alunos. Desta forma, acreditamos ter contribuído para a formação dos participantes da experiência didática, futuros docentes. O produto educacional deste trabalho consiste em um conjunto de Guias de Atividades para os Alunos e Professores que contemplam em detalhes as atividades desenvolvidas.

Palavras-chave: Formação de professores, atividade experimental, tecnologias da informação e comunicação, aquisição automática de dados, modelagem de sistemas físicos.

ABSTRACT

It’s been decades since researches and guidelines on the teaching of Physics started pointing out that we, teachers, must diversify strategies and methodologies of learning, appropriating and utilizing different didactic resources in order to provide a more plausible teaching, conducing to a meaningful learning by the students. Worried about this question and with formation of Physics teachers, a new didactic proposal was developed , and applied to undergraduate Physics´ student at the University of Passo Fundo, having as main objetives: i) promote reflections and discussions about the technologies in society versus its use in schools, and it potential to help students to reach many of the abilities and competences under the Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PNC+) (Brazilian Guidelines of National Education) ; ii) make the students to be active on the learning of Physics through the use of computers; iii) make them recognize the importance of the support of a theoretical model on the performing of experimental activities, as well as for the comprehension of the physical systems in simulations and computer animations. Because our didactic practices seek to promote certain abilities and competences on students, some theoretical and methodological fundaments were used as axes on experimental, computational and modeling of physical systems activities, to steer the didactical practices. In seven meetings, students and teachers participating on the Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (Institutional Scholarship Program of Initiation on Teaching) developed six activities involving the use of computational resources: simulations and computational modeling, data analyses with electronic spreadsheets, acquisition of data through the analysis of videos and resources on any computer, such as microphones and sound card, and online data sharing. For the application of the proposal, Guides of Activity for the Students were developed, and these experiences are reported in detail on this study. The results presented indicate great interest and engaging from the students. Thus, it is believed that it contributed on the formation of the participants of the didactic experience, the future teachers. The educational product of this study consists of a set of Guides of Activities for the Students and Teachers that contemplate in detail the activities developed.

Key-words: formation of teachers, experimental activity, information and communication technologies, automatic data acquisition, modeling of physical system.

77 Luis Paulo Basgalupe Moreira
Estudos de circuitos elétricos: utilizando simulação computacional para preparar o uso de circuitos reais
29/4/2014
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira e Dra. Flavia Maria Teixeira dos Santos
Banca examinadora: Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA), Dr. Rafael Vasques Brandão (UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (PPGEnFis/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Aulas experimentais são indispensáveis para o adequado aprendizado de conteúdos de Física. Nos últimos anos, surgiram diversos softwares de simulação de experimentos de Física. A partir da utilização de softwares, busca-se verificar se o aluno consegue visualizar em atividades virtuais as situações que são reais. A proposta é trabalhar com atividades que possibilitem mostrar que é possível aprender circuitos elétricos utilizando softwares de simulação. Todas as atividades desenvolvidas são parte do produto didático e estão organizadas em um CD-ROM. Como referencial teórico, adota-se a Teoria dos Campos Conceituais, de Gerard Vergnaud. Para esse autor, o sujeito se apropria do conhecimento, que pode ser pensado e organizado em campos conceituais, ao longo de muito tempo, por meio de experiência, maturidade e aprendizagem. O projeto foi aplicado a alunos da disciplina de Física e Eletricidade, no Curso de Sistemas de Internet, do Instituto Federal Sul-rio-grandense, campus Pelotas, RS. Foram escolhidos os softwares Modellus e PhET (Physics Education Technology), os dois considerados softwares gratuitos. Em um primeiro momento, foram trabalhados circuitos elétricos a partir desses softwares. Na sequência, as atividades foram repetidas em um painel construído especialmente para esse fim com o objetivo de analisar o desempenho dos alunos em circuitos reais. A partir dos dados colhidos durante o trabalho, foi possível obter evidências de que houve uma aprendizagem significativa sugerindo que, de fato, as situações (VERGNAUD, 1990) é que dão sentido aos conceitos.

Palavras-chave: circuitos elétricos, simulação, laboratório.

ABSTRACT

Experimental classes are essential for the proper learning of physics content. In recent years emerged various software simulation experiments in physics. From the use of software try to verify if the student can view activities in virtual situations that are real. The proposal is to work with activities that enable show that it is possible to learn electric circuits using simulation software. All activities are part of the educational product and are organized on a CD-ROM. The theoretical approach we have adopted the Conceptual Fields Theory Gerard Vergnaud. For this author, the subject appropriates the knowledge, which can be thought of as organized in semantic fields over a long time, through experience, maturity and learning. The design was applied to students of Physics and Electronics, Travel in Internet Systems South of Rio Grande Federal Institute campus Pelotas, Brazil. Modellus the software and PhET (Physics Education Technology) were chosen, both considered free software. At first electrical circuits from these softwares were worked. Following the activities were repeated in a panel specially built for this purpose in order to analyze the performance of students in real circuits. From the data collected during the study it was possible to obtain evidence that there was a significant learning suggesting that, in fact, situations (VERGNAUD, 1990) is to give meaning to the concepts.

Keywords: electrical circuits, simulation, laboratory.

76 Angela Denise Eich Müller
Esquemas conceituais como recurso de Ensino, Aprendizagem e avaliação na eletrodinâmica em nível médio
28/4/2014
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Iramaia Jorge Cabral de Paulo (UFMT), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

O sistema educacional enfrenta inúmeras dificuldades para atender às demandas de sua clientela. A busca incessante por novas estratégias de ensino, aprendizagem e avaliação faz parte do cotidiano do professor que deseja que seus alunos aprendam e que o façam significativamente. Sabe-se que o educando requer atividades que despertem sua curiosidade e atenção em sala de aula, por isso é importante que o professor encontre novas alternativas de ensinar e avaliar para que o aluno perceba o quanto é relevante fazer parte do processo de ensino, aprendizagem e avaliação. Com o intuito de estimular o aluno a envolver-se mais nesse processo, foi proposto o uso de esquemas conceituais, baseados nos mapas de conceitos, como instrumento de ensino, aprendizagem e avaliação. Esta estratégia está fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e requer envolvimento tanto do aluno quanto do professor, pois ambos devem estar cientes de que a metodologia proposta supõe um nível bem maior de participação da que ocorre quando uma abordagem mecânica é empregada. Isso se deve ao fato de o aluno ter a oportunidade de refazer seu trabalho e, portanto, para que a nota seja alterada o professor precisa assessorá-lo em mais de um momento. Como essa estratégia envolve professor e aluno, oportuniza troca de ideias entre os próprios autores do esquema conceitual, e entre eles e o professor. Essa interação favorece a aprendizagem significativa, pois o aluno ao refazer seu trabalho a partir das sugestões dadas pelo professor precisa estudar novamente o assunto abordado e, com isso, está acrescentando significados aos subsunçores já existentes na estrutura cognitiva, o que evidencia a ocorrência de aprendizagem significativa. Esse envolvimento no processo de aprendizagem auxilia os alunos a perceber que desempenham papel fundamental na aprendizagem, no ensino e no processo de avaliação e que, além disso, tudo depende de seu desejo de participação e de seu próprio desempenho, ajudando-os dessa forma, a sentirem-se mais responsáveis por sua aprendizagem.

Palavras–chave: esquemas conceituais, aprendizagem significativa, ensino, aprendizagem, avaliação.

ABSTRACT

The educational system faces nowadays difficulties to meet the demands of its clientele. The ongoing search for new teaching, learning, and evaluation strategies is part of the daily life of the teacher who is interested in their students’ learning and wants them to learn meaningfully. It is known that learners require activities that call their curiosity and attention so that it is important for the teacher to find new alternatives for teaching and evaluating that can lead students to perceive how much it means to be actively engaged in the teaching, learning and evaluation processes. The use of conceptual schemes, based on concept maps as a tool for teaching, learning, and evaluating, is proposed here with the aim of encouraging students to get more involved in their own educating process. The theoretical framework for this proposal is Ausubel’s Theory of Meaningful Learning and requires the participation of both teacher and learner because the two of them must be aware that such methodology asks for a much higher level of participation than when a rote learning type of approach is applied. This stems from the opportunity students have of redoing their task until they are satisfied with it, and the teacher, on the other hand, has to assess it more than once. As this strategy brings together students and teacher, it facilitates the sharing of ideas among the authors of the conceptual schemes, and between these students with the teacher. Such an interaction favors meaningful learning as the students can redo their work based on suggestions offered by peers and teacher, and, furthermore, they feel encouraged to review once more the contents they have studied in class. This action helps students add meanings to the subsumers they already have in their cognitive structure, and this stands as an evidence of the occurrence of meaningful learning. This involvement in the learning process helps students feel that they play an important role in the learning, teaching, and evaluation process and, furthermore, that all depends on their willingness to participate and on their own performance, thus, helping them become more responsible for their own learning.

Keywords: conceptual schemes; meaningful learning, teaching; learning; evaluation.

75 Eloir de Carli
Utilizando demonstrações em vídeo para o Ensino de Física no Ensino Médio
31/3/2014
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dra. Marta Feijó Barroso (UFRJ), Dr. Antonio Endler (IF/UFRGS), Dr. Paulo MachadoMors (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Neste trabalho busca-se desenvolver um material instrucional que possa servir de motivação para o estudo do conteúdo de Física Térmica para estudantes de nível médio. O material desenvolvido se constitui de vídeos curtos e legendados de experimentos de Física que podem servir como demonstrações, ilustração ou para instigar a curiosidade dos estudantes acerca de determinado fenômeno. Após a aplicação do material instrucional junto a alunos do Ensino Médio, lhes foi solicitado que produzissem, como atividade extraclasse, um vídeo de um experimento relacionado ao conteúdo do trimestre com a respectiva explicação do experimento. Esta atividade serviu como reforço e motivação no estudo dos conceitos de Física Térmica e como parte da avaliação dos estudantes. Neste trabalho descreve-se o material produzido, a experiência do autor em sala de aula com atividades utilizando os vídeos e os resultados obtidos com a aplicação da proposta. A escolha do tema dos vídeos (Física térmica) se deu em função do conteúdo previsto para a seriação do grupo de estudantes que se tinha à disposição para a aplicação do projeto. A proposta didática foi aplicada na Escola Fundação Evangélica de Novo Hamburgo/RS com três turmas do 2° ano do Ensino Médio durante os meses de setembro a dezembro de 2012. O trabalho se deu à luz da teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel e dos pressupostos de Joan Ferrés para a introdução do vídeo como parte do processo de aprendizagem. A escolha destes referenciais ocorreu em função da necessidade de se ensinar o conteúdo dentro de um referencial específico para o desenvolvimento de um trabalho utilizando o vídeo como recurso audiovisual. A avaliação da proposta foi realizada com base em um questionário respondido pelos estudantes ao final da aplicação da proposta e da experiência do autor como docente. Segundo os estudantes, o trabalho com vídeos facilita a compreensão de determinado fenômeno, pois a observação do mesmo, ao invés do simples relato, estimula a compreensão do conteúdo. Os vídeos foram produzidos utilizando-se equipamentos de gravação e edição profissionais, o que confere uma maior qualidade de imagem ao produto. Os vídeos produzidos, bem como os roteiros de atividades para os alunos e os guias pedagógicos para os professores que acompanham os vídeos, serão disponibilizados na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (http://www.if.ufrgs.br/ppgenfis/index.php).

Palavras-chave: Vídeo; Educação; Física Térmica; Ensino de Física; Aprendizagem significativa.

ABSTRACT

This work deals with a research about instructional materials which can be used in class to motivate high school students to study Thermal Physics. These materials are short videos with subtitles about Physics experiments that can illustrate the explanations done by the teacher about a specific subject and it can increase the students’ curiosity about a specific phenomenon as well. After a previous explanation about the subject, the students were asked to produce a video about an experiment related to the content of the semester as homework, including in it the respective explanation about the subject. This activity was applied to the students in order to review the contents presented previously and also to motivate them to reinforce the concepts of Thermal Physics. The activity was evaluated as part of the learning process of the students. The work describes the produced materials, the experiment of the author in class and analyses the results of this activity. The subject Thermal Physics was chosen following the contents available to the students in that semester. This research project was applied at Fundação Evangélica, in Novo Hamburgo, RS, with three groups of high school students, second level, from September to December, 2012. The work was based on the David Ausubel and Joan Ferrés meaningful learning theory in introducing the video as part of the learning process. Those referential were chosen due to the necessity to teach the contents using a video as an audiovisual source. The evaluation of the proposal was performed based on a questionnaire answered by the students at the end of the experiment application. According to the students, using videos in class can facilitate the students understanding about certain phenomenon, because visual sources stimulate the comprehension of the target content. The videos were produced using professional equipment to record and edit them, in order to provide higher image and quality. The produced videos, the guide of the students’ activities, and a pedagogical guide for teachers will be available on the site: Apoio ao Professor de Física do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.(http://www.if.ufrgs.br/ppgenfis/index.php).

Keywords: Video; Education; Thermal Physics; Physics teaching; Meaningful learning

74 Rodrigo Poglia
O refrigerador doméstico como instrumento motivador para o ensino de Física Térmica: uma proposta para o curso Técnico Integrado em Refrigeração e Climatização
19/12/2013
Orientação: Dra. Maria Helena Steffani
Banca examinadora: Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UPF), Dr. Gilberto Luiz Ferreira Fraga (IF/UFRGS), Dr. Fernando Lang da Silveira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Neste trabalho, apresentamos uma proposta de ensino de física Térmica contextualizada e integrada á formação técnica para alunos de nível médio do curso Técnico Integrado em Refrigeração e Climatização do Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Venâncio Aires, RS. O trabalho foi desenvolvido com 60 alunos de duas turmas de primeiro ano, durante o segundo semestre de 2011 e, concretizou uma proposta de ementa que buscou construir um currículo integrado entre a formação geral e a técnica, com vistas a uma formação unitária e um ensino potencialmente significativo. Como instrumento motivador e desencadeador do processo de ensino/aprendizagem, utilizou-se um sistema de refrigeração doméstico montado sob a forma de uma bancada didática que, associado a um texto de apoio produzido sob o referencial das teorias da aprendizagem significativa de David Ausubel e da interação social de Lev Semyonovich Vygotsky, guiaram as atividades com os alunos. O produto educacional resultante deste trabalho de conclusão compreende um material didático impresso preparado para a aplicação desta metodologia com alunos, ficando disponível para os demais interessados em utilizar ou adaptar tal material para a sua realidade de ensino.

Palavras-chave: Física Térmica; refrigerador doméstico; ensino técnico integrado; teorias de aprendizagem significativa e da interação social.

ABSTRACT

In this work one presents a proposal of Thermal Physics teaching contextualized and integrated to the technical formation, directed to students of high school from the Integrated Technical Course on Refrigeration and Air Conditioning (Curso Técnico Integrado em Refrigeração e Climatização) of Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Venâncio Aires, RS. This work was developed with 60 students of two classes of the first year during the second semester of 2011 and it aimed at making true a draft proposal which tries to build an integrated grade, between the general and technical formation, aiming at an unitary formation and a potentially significant teaching. As a motivating and starting instrument of the teaching-learning process one used a domestic refrigeration system, mounted on a teaching table that, associated to a help text, produced based on the theories of significant learning of David Ausubel and the social interaction of Lev Semyonovich Vygotsky, guided the activities along with the students. The educational product resulting from this completion work comprehends a printed didactical material prepared to the application of this methodology with the students, being available to anyone who may be interested in using or adapt such material to their teaching reality.

Keywords: Thermal Physics; domestic refrigerator, integrated technical teaching; social interaction and significant teaching theories.

73 Alexei Machado Müller
O Ensino de Fundamentos de Astronomia e Astrofísica na modalidade a distância para alunos de Graduação
12/8/2013
Orientação: Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dra. Elysandra Figueredo (IAG/USP), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGENFIS/UFRGS), Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

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O número de cursos na modalidade a distância tem aumentado consideravelmente no mundo, porém existe um grande receio por parte de muitos que o ensino nessa modalidade tenha qualidade inferior ao apresentado na modalidade presencial. Contudo a qualidade do ensino não decorre da presença de todos os envolvidos num mesmo local e sim da implementação de ações que facilitem o processo de aprendizagem.Esse trabalho teve como objetivo produzir um módulo didático, em hipermídia, para a disciplina de Fundamentos de Astronomia e Astrofísica, a ser ministrada na modalidade a distância aos alunos do cursos de licenciatura em Física e a outros alunos interessados, vinculados à UFRGS, por meio de um ambiente virtual de aprendizagem, que tornasse possível um ensino de qualidade nessa modalidade. Com esse intuito, foi elaborada uma adaptação do hipertexto Astronomia e Astrofísica dos Professores Kepler de Souza Oliveira Filho e Maria de Fátima Oliveira Saraiva, procurando colocá-lo num formato mais adequado para a aprendizagem sem a presença do professor. Para atingir a meta de favorecer uma aprendizagem significativa ausbeliana, os conteúdos das aulas foram organizados de forma a propiciar a diferenciação progressiva e a reconciliação integradora, e no desenvolvimento das atividades propostas, a interação social vygostkyana entre os alunos, no ambiente virtual. O módulo de ensino está divido em três áreas e contém 28 aulas no total, todas tendo a mesma estrutura básica: objetivos, introdução, desenvolvimento, resumo e atividades de fixação. Também são utilizados aplicativos (applets) de uso livre na rede e outros recursos próprios do ambiente virtual de aprendizagem tais como fóruns e questionários. O material foi aplicado no segundo semestre de 2011, 2011/2, tendo sido trabalhado com uma turma de 25 alunos matriculados. No final de cada uma das três áreas, os alunos foram submetidos a uma avaliação presencial, sendo a nota de cada área estabelecida a partir de uma composição entre as participações nas atividades propostas no ambiente virtual e na prova presencial. A média final foi calculada pela média aritmética das notas de cada área. Os resultados foram bastante satisfatórios do ponto de vista de desempenho e aproveitamento dos alunos participantes, mas não corresponderam à expectativa de diminuição da taxa de abandono da disciplina. O mesmo material, com algumas melhorias, foi reaplicado no primeiro semestre de 2012, com resultados semelhantes aos de 2011/2. Novamente, os alunos que se dedicaram ao estudo conseguiram ter na modalidade a distância um aproveitamento tão bom quanto os alunos dedicados das turmas presenciais; no entanto, a taxa de abandono, principalmente por parte dos alunos de Licenciatura Noturna, permaneceu alta.

Palavras-chave: Aprendizagem a distância online, cursos presenciais, Astronomia e Astrofísica, aprendizagem significativa ausubeliana, interação social vygostkyana, avaliação, taxa de abandono.

ABSTRACT

The number of online distance learning courses has greatly increased worldwide, but there is a great concern shared by many that this type of teaching modality offers lower quality than that offered by onsite courses. However, we understand that the quality of education does not follow from the onsite presence of all participants, but from the implementation of actions that facilitate the learning process. This study aims at producing a high quality hypermedia didactic module to the online teaching of the Fundamentals of Astronomy and Astrophysics to the undergraduate students and students alike who are linked to UFRGS through a virtual environment. In addition, to achieve such goal, an adaptation of the Astronomy and Astrophysics hypertext by Dr. Kepler Oliveira de Souza Filho and Dr. Maria de Fatima Oliveira Saraiva was accomplished. Also, to carry out the Ausubelian meaningful teaching method class contents were organized in a way to encourage the progressive differentiation and integrative reconciliation of Ausubel. Furthermore, the Vygostkyan social interaction method was applied to the development of activities among the distance learning students. The teaching module is divided into three areas and contains 28 lessons in total, all having the same basic structure: objectives, introduction, development, summary and fixation activities. Freeware applets and other virtual learning environment resources such as forums and questionnaires were used. The teaching resources were applied in the second semester of 2011, 2011/2, to a class of 25 enrolled students. At the end of each of the three areas the students were submitted to an on-site assessment: the score of each area was established from a composition between the participation in the online proposed activities and the test applied. The final average was calculated as the arithmetic average of the ratings for each area. The results were quite satisfactory from the point of view of performance and progress of the participating students, but did not correspond to the expected decrease in the class drop-out rate. The same class material, with some improvements, was reapplied in the first semester of 2012, with results similar to those of 2011/2. Again, dedicated students benefited from the distance learning course as much as the best students of the onsite course. Nonetheless, the drop-out rate, mainly by evening class undergraduate students, remained high.

Keywords: online distance learning courses, onsite courses, Astronomy and Astrophysics, Ausbelian method, Vygostkyan social interaction, evaluation, class drop-out rate.

72 Elder da Silveira Latosinski
Uma Proposta Inovadora para o Ensino de Temas Estruturantes de Física a partir de Conceitos de Eletrodinâmica
15/3/2013
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. Marcos André Betemps Vaz da Silva (IFSul), Dr. Paulo Machado Mors (UFRGS), Dr. Dimiter Hadjimichef (UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Nesta dissertação apresentamos o relato de implementação de um projeto de ensino junto a uma turma de ensino técnico profissionalizante na área de informática de Instituto Federal Farroupilha, localizado na cidade de São Borja/RS. O presente trabalho está referenciado na teoria sócio-interacionista de Lev Semenoich Vygotsky, bem como na teoria dos momentos pedagógicos de Delizoicov e Angotti que por sua vez se ampara na perspectiva educacional de Paulo Freire. Durante as aulas de aplicação do projeto sempre buscamos motivar o debate, visto que os referenciais teóricos consideram isto como ponto fundamental para a aprendizagem.Como atividade principal do projeto os alunos desenvolveram um trabalho sobre instalações elétricas residenciais. Cada grupo foi construído, no decorrer dos encontros, uma planta elétrica de uma residência, em que abordaram todos os conceitos estudados durante a aplicação do projeto.Os resultados obtidos com a atividade principal desenvolvida bem como os questionários aplicados antes e depois do projeto, mostraram uma apropriação adequada do conhecimento por parte dos estudantes referentes ao tema estruturante abordado. Como ferramenta, foi utilizada no desenvolvimento das atividades um simulador Java disponível na internet sobre circuítos elétricos.Também se buscou abordar os temas sempre os relacionando a aplicações presentes na realidade dos estudantes. Essa abordagem da Física despertou o interesse dos alunos levando-os a participar mais das aulas e a fazerem relações dos conteúdos estudados em sala de aula com as suas aplicações junto a sua área técnica.

Palavras-chave: Ensino de Física. Temas estruturadores. Educação Profissional.

ABSTRACT

In the dissertation we present the report of the implementation of a teaching project in a class of vocational technical education in the field of Computing of the Farroupilha Federal Institute, in the city of São Borja/RS. This paper is based on the socio-interacionist theory of Levy Semenovich Vygotsky, as well as in the theory of pedagogical moments of Delizoicov and Angotti which is supported classes we have always sought to simulate debate, since the theoretical references consider this as a fundamental point for learning. As the project´s main activity the students have developed a paper on residential electrical installations. Each group has built, during the meetings, an electrical blueprint of a house in which they have approached all the concepts studies during the project application. The result obtained with the main activity as well as the questionnaires applied before and after the implementation of the project have showed a proper acquisition of the knowledge referred to the approached structure theme the by the students. A Java simulator of electrical circuits available on the internet has been used as a tool. Addressing the themes always relating them to applications presents in the student´s realities has also been sought to. This approach of Physics has aroused the student´s interest leading them to participate more on the classes and to make relations between the studied contents and their technical applications.

Keywords: Physics Teaching. Structuring Themes. Professional Education.

71 Fabiane Beatriz Sestari
A construção e apropriação do conhecimento através da interação discente e di-docente em projetos experimentais no ensino de Física
11/1/2013
Orientação: Dr. Paulo Machado Mors
Banca examinadora: Dr. Fabio Teixeira Dias (IF/UFPel), Dr. Ricardo Rego Bordalo Correia (IF/UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (PPGEnFis/UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

No atual sistema educacional os métodos de ensino normalmente privilegiam a transmissão autoritária de conhecimentos, valorizando a habilidade do aluno em memorizar e reproduzir o conteúdo curricular, sem evidenciar a apropriação do conhecimento de forma significativa. Priorizar a construção do conhecimento, dar significado ao que se ensina e apresentar a Física atraente ao aluno representam desafios da prática docente. Com o intuito de valorizar as trocas entre os pares discentes e di-docente no processo ensino-aprendizagem e de promover uma ação educativa em que a aprendizagem de Física ocorra de forma consistente e duradoura, desenvolvemos uma proposta que integra um conjunto de metodologias: atividades experimentais, metodologia de projetos, e uso de mapas conceituais, como ferramentas no processo de ensino e aprendizagem. A fim de instrumentalizar professores de Física e de outras áreas do conhecimento, estruturamos uma página na internet, denominada “Experimentando Física”, que apresenta as etapas de construção, as metodologias utilizadas e o material resultante. Através de mapas conceituais relacionamos experimentos físicos com os conceitos que os fundamentam. A página apresenta uma sugestão metodológica, bem como um vasto arsenal de projetos experimentais que podem ser utilizados em sala de aula a partir de vídeos criados pelos próprios alunos. Utilizamos como aportes principais dessa pesquisa a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e a teoria sociointeracionista de Vygotsky, enfatizando a importância da mediação no desenvolvimento do aluno e de seu aprendizado. Outros autores são citados a fim de reforçar a escolha desse referencial teórico. A proposta foi desenvolvida em seis turmas do ensino médio de uma escola privada no município de Carazinho/RS, no período de março a dezembro de 2011.

Palavras-chave: Ensino de Física; metodologias de projetos didáticos; atividades experimentais; mapas conceituais; aprendizagem significativa; teoria sociointeracionista.

ABSTRACT

In the current educational system, teaching methods usually favor the transmission of authoritative knowledge, enhancing the student's ability to memorize and to reproduce the curriculum content, without exhibiting significant appropriation of knowledge. To give a priority to the construction of knowledge and to the meaning of what is taught, introducing Physics in an attractive manner to the student, those are some challenges of the teaching practice. In order to valorize exchanges among students themselves and the students with the teacher, in the teaching-learning process, and to promote an educational practice which results in a consistent and lasting Physics learning, we have developed a proposal that includes a set of methodologies: experimentation activities, projects methodology, and the use of concept maps as tools for the teaching-learning process. In order to equip the Physics teachers, and from other fields of knowledge, we designed a website called "Experiencing Physics", which introduces the construction stages, the methodologies used and the resulting material. Through concept maps we relate physical experiments with their underlying concepts. The page presents a methodological suggestion, as well as an extensive list of experimental projects that can be used in classroom, through videos created by the students themselves. We have adopted, as the main basis for this research, the theories of meaningful learning, by Ausubel, and of social interaction, by Vygotsky, emphasizing the importance of mediation in student's progress and learning. Other authors are cited to reinforce this theoretical choice. The proposal was developed in six high school classes at a private school in the city of Carazinho/RS, from March to December 2011.

Keywords: Physics teaching; curricular projects methodologies; experimentation activities; concept maps; meaningful learning; social interaction.

70 Lairane Rekovvsky
Física na Cozinha
20/12/2012
Orientação: Dr. Marco Antônio Moreira
Banca examinadora: Dra. Simone Valdete do Santos (UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (UFRGS), Dra. Rita Maria Cunha de Almeida (UFRGS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Esta dissertaçãopropõe a aprendizagem de conceitos de termodinâmica e eletromagnetismo a partir do uso de processos e equipamentos culinários no ensino de Física. O trabalho é composto por uma revisão de literatura, relato de experiências de sala de aula envolvendo processos e equipamentosculinários, uma avaliação das práticas e material de apoio ao professor de Física. O referencial teórico no qual nos baseamos é a Teoria dos Campos Conceituais, de Gérard Vergnaud. A proposta foi implementada na disciplina de Física II com alunos3º semestre da Educação de Jovens e Adultos (EJA), do Curso Técnico em Administração do Instituto Federal Sul Rio-Grandense (IFSUL), campus Sapucaia do Sul, RS, Brasil. Foram realizados dez encontros semanais com duração de 90 minutos. A avaliação da proposta é positiva, tanto em termos de aprendizagem como em termos motivacionais. Observou-se uma melhora na qualidade das respostas comparando-se os primeiros questionários com os posteriores e também relato unânime de que a prática na cozinha contribuiu para despertar o interesse por aprender Física. O produto educacional resultante é uma hipermídia de apoio ao professor de Física composto de atividades, que podem ser abordadas independentemente, abrangendo cinco unidades didáticas originadas nos encontros.A hipermídia encontra-se disponível em CDROM no Apêndice B da dissertação.

Palavras-chave: Ensino de Física; Proeja; cozinha; Vergnaud.

ABSTRACT

This dissertation proposes the learning of thermodynamics and electricity concepts from the use of kitchen processes and instruments. The work is composed of a literature review, a description of classroom experiences involving those processes and instruments, an evaluation of these practices, and a support material for physics teachers. The theoretical framework was GérardVergnaud’s Conceptual Fields Theory. The proposal was implemented in the Physics II subject with students of the third semester of Young and Adult Education, in the Administration Technical Course of the Sul Rio-Grandense Federal Institute, Sapucaia do Sul Campus, RS, Brazil. Ten 90 minutes weekly meetings were conducted. The evaluation of the proposal is positive, both in learning and in motivational terms. During the classes happened a visible improvement on the answers comparing the first and the last ones and also the unanimous report that the practice in the kitchen helped to awake an interest for learning physics. The resultant educational product it’s a Support Hypermedia for Physics Teachers composed by activities, that can be used separately, addressing five of the units generated in the meetings. The hypermedia is available in CDROM at the dissertation’s appendix B.

69 Mauricio Henrique de Andrade
Exoplanetas como tópico de Astronomia motivador e inovador para o ensino de Física no Ensino Médio
23/11/2012
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Guilherme Frederico Marranghello
Banca examinadora: Dr. Magno Valério Trindade Machado (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (IF/UFRGS), Dr. Francisco Catelli (UCS), Dr. Guilherme Frederico Marranghello (UNIPAMPA), Presidente.

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RESUMO

Este trabalho consistiu de uma experiência didática que teve como objetivo central desenvolver um material sobre Astronomia, com ênfase em Exoplanetas, motivador e inovador para o ensino de Física. A fim de torná-lo versátil para ser aplicado nas escolas de ensino médio, de fácil manuseio e estudo por parte dos professores que desejarem utilizá-lo com os seus alunos, o material foi organizado na forma de um hipertexto, armazenado em DVD e está disponibilizado na rede. O hipertexto reúne apresentações em PowerPoint, textos de apoio, simulações computacionais, vídeos, sugestões de simulações e vídeos e atividades teórico-práticas, organizados de uma forma que facilita a sua aplicação e o aprendizado do professor que desconhece o assunto, mas que, por outro lado, sente-se motivado em estudá-lo e aplicá-lo junto aos seus alunos. O material foi utilizado numa experiência realizada com alunos do segundo ano do ensino médio no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – IFRS, Campus Bento Gonçalves, do mês de agosto até meados de dezembro de 2011 e teve como referencial teórico a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, o qual considera o conhecimento prévio do aluno como a variável mais importante na aprendizagem, e a teoria da mediação de Vygotsky, fundamentada na interação social. As avaliações consistiram: (a) de um pré-teste e de um pós-teste, respectivamente, para investigar o conhecimento prévio dos alunos sobre o assunto que foi abordado e para averiguar o quanto a aprendizagem resultou significativa; (b) de duas avaliações, uma no meio e outra ao final da experiência; (c) dos questionários correspondentes às atividades teórico-práticas e, (d) de uma pesquisa de opinião realizada no final do trabalho. Os resultados obtidos foram animadores como pode ser observado: (a) da análise estatística, feita através do “teste t” para dados pareados, entre as respostas do pré-teste e do pós-teste, que indicou significância no aprendizado dos alunos; (b) do desempenho nas duas avaliações realizadas e, (c) das respostas dos alunos à pesquisa de opinião realizada ao final da experiência, que declararam, em sua maioria, terem gostado de estudar Astronomia como tema de contextualização para o estudo da Física. Espera-se que o material desenvolvido e organizado na forma de um hipertexto e os resultados dessa experiência didática motivem os professores a utilizarem tópicos de Astronomia como contexto para o ensino da Física no ensino médio.

Palavras-chave: aprendizagem significativa; Astronomia; Física; Ensino Médio; exoplanetas.

ABSTRACT

This work consisted of a learning experience that aims, as a main goal, to develop a material on Astronomy, with emphasis on Exoplanets, as a motivator and innovator in the teaching of Physics. In order to become versatile to be used in high schools and easy to handle and study by teachers who wish to use it with their students, the material was organized as a hypertext, stored on DVD and is available on network. The hypertext gathers PowerPoint presentations, handouts, computer simulations, videos, tips about video simulations and theoretical-practical activities, organized in a way that facilitates its application and learning of the teacher who doesn’t know the subject, but, on the other hand, feels himself motivated to study it and apply it along to their students. The material was used in an experiment conducted with students in their second year of high school at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Rio Grande do Sul – IFRS, Campus Bento Gonçalves, from August to mid-December 2011 and had as theoretical reference Ausubel’s theory of meaningful learning, which considers the student’s prior knowledge as the most important variable in learning, and Vygotsky’s theory of mediation, grounded in social interaction. The avaluations consisted of: (a) a pre-test and a post-test, respectively, to investigate the student’s prior knowledge on the subject that was addressed and to determine how much the learning came to be significant; (b) two assessments, one in the middle and another at the end of the experiment; (c) questionnaires corresponding to theoretical and practical activities, and (d) an opinion survey conducted at the end of the work. The results were encouraging as can be observed: (a) the statistical analysis performed using the “t test” for paired data, the responses between the pre-test and post-test, which indicated significance on student learning; (b) performance on both assessments (two) and (c) the students’ answers to the survey conducted at the end of the experiment, which stated, in most cases, they liked to study Astronomy as a subject of contextualization for the study of physics. It is hoped that the material developed and organized as a hypertext, and the results of this learning experience, motivate teachers to use Astronomy topics as context for teaching physics in high school.

Keywords: meaningful learning; Astronomy; Physics; high school; exoplanets.

68 Renato dos Santos Rosa
Tecnologias da informação e comunicação como recurso instrucional para uma unidade didática sobre a relação entre força e movimento
11/10/2012
Orientação: Dr. Fernando Lang da Silveira e Dr. Pedro Fernando Teixeira Dorneles
Banca examinadora: Dra. Maria Cristina Penido (UFBA), Dr. Ives Solano Araujo (UFRGS), Dr. Heitor Carpes Marques Fernandes (UFRGS), Dr. Pedro Fernando Teixeira Dorneles (UFPEL), Presidente.

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RESUMO

O objetivo deste trabalho foi estruturar uma unidade didática, para o ensino de dinâmica, fundamentada na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, com a utilização das Tecnologias da Informação e Comunicação. O estudo envolveu 26 alunos ingressantes do Curso Técnico Integrado em Informática do Campus Bagé do Instituto Federal Sul-rio-grandense (IFSul), cuja estrutura curricular prevê, para o primeiro semestre, o estudo de Dinâmica. Elaboramos uma proposta didática que abordou a relação newtoniana entre força e movimento, com ênfase nos seus aspectos conceituais, diferentemente das abordagens presentes nas atuais sequências didáticas que privilegiam os aspectos matemáticos. Metodologicamente, as aulas foram distribuídas em 11 encontros de três horas-aula cada, com a utilização de um teste de concepções alternativas, um texto envolvendo alguns aspectos históricos da relação newtoniana entre força e movimento e planejamento de aulas com guias de atividades baseados na utilização do software Modellus, do software Tracker e de alguns experimentos. Um questionário foi construído para que os alunos pudessem opinar sobre nossa proposta. Todos esses recursos didáticos constituem o produto educacional desta dissertação. A análise dos resultados da aplicação inicial e final do teste indica uma evolução positiva dos escores do pré-teste para o pós-teste, evidenciada por uma diferença estatisticamente significativa entre as respectivas médias. A análise qualitativa dos dados mostra que houve, em relação a muitos objetivos de aprendizagem, avanço em direção aos conceitos científicos, com superação, pelos alunos, das concepções alternativas da relação newtoniana entre força e movimento. Nesse sentido, os resultados sugerem, para futura aplicação, algumas adaptações no material desenvolvido a fim de propiciar, para alguns objetivos de aprendizagem, maior aproximação dos conceitos cientificamente aceitos para a relação newtoniana entre força e movimento. Por fim, a análise do questionário evidenciou que o uso do computador pode ser considerado, pelos alunos, como uma ferramenta útil, desde que associada a outros fatores, como uso de experimentos e interação com o professor.

Palavras-chave: Ensino de Física; aprendizagem significativa; tecnologia da informação e comunicação.

ABSTRACT

The purpose of the present work was to structure a teaching unit, for the teaching od dynamics, based on Ausubel‟s meaningful learning theory, with the usage of Communication and Information Technologies. The study involved 26 freshmen students in the Computing Integrted Technical Course at the Bagé Campus of the Instituto Federal Sul-rio-grandense (Sul-rio-grandense Federal Institute), whose curriculum provides, for this initial semester, the study of Dynamics. We elaborated a teaching proposal which approached the Newton‟s postulate between strong and movement, with emphasis on its conceptual aspects, rather mathematical aspects existing in the current curriculum programs. Methodologically, the classes were distributed in 11 three-hour-class meetings each, with the usage of a test of alternative conceptions, a text involving some historical aspects of the Newton‟s postulate between strong and movement and class planning with guidelines for the activities based on the usage of the software Modellus, the software Tracker and of some experiments. A questionnaire was developed so that the students could give their opinion concerning our proposal. All these teaching resources set the educational product of this dissertation. The analysis of the results of the initial and final test application indicates a positive evolution of the scores from the pre test to the post test, highlighted by a statistically meaningful difference between the respective averages. The data qualitative analysis shows that there was, in terms of several learning purposes, an advance towards the scientific concepts overcoming the alternative conceptions of the Newton‟s postulate between power and movement. Therefore, the results suggests that, for future application, some adaptations are made in the material developed in order to provide, for some learning purposes, a closer approach to the scientifically accepted concepts for the Newton‟s postulate between strong and movement. Finally, the questionnaire analysis highlighted that the computer use may be considered, by the students, as a useful tool as long as it is associated to other factors, such as the use of experiments and interaction with the teacher.

Keywords: Teaching of Physics; meaningful learning; communication and information technology.

67 Adriane Griebeler
Inserção de Tópicos de Física Quântica no Ensino Médio através de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa
15/8/2012
Orientação: Dr. Marco Antônio Moreira
Banca examinadora: Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA), Dra. Márcia Cristina Bernardes Barbosa (UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (UFRGS), Dr. Marco Antônio Moreira (UFRGS), Presidente. Dra. Eliane Angela Veit (UFRGS), Suplente.

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RESUMO

Inserir conteúdos de Física Quântica no Ensino Médio torna-se um desafio para os professores, tanto por uma possível falta de preparo como pela falta de incentivo. Apesar da existência de materiais didáticos disponíveis, raramente os professores sentem-se preparados para abordar tais conteúdos em sala de aula. Além disso, o atual currículo do Ensino Médio bem como o programa ENEM, não estimulam ao ensino do assunto aqui referido. No entanto, em função da importância da abordagem da Física Quântica, e também frente à propagação de versões místicas e de representações sociais, é preciso continuar tentando contribuir para que essa inserção venha a ocorrer futuramente. Nesse sentido, foi elaborada uma unidade de ensino sobre tópicos de Física Quântica com a intenção de estimular o interesse e a curiosidade do aluno. Como referencial teórico foi utilizada a teoria de aprendizagem de David Ausubel, buscando desenvolver uma aprendizagem significativa dos conteúdos selecionados da Física Quântica a partir de conhecimentos prévios existentes na estrutura cognitiva dos alunos. A proposta foi elaborada seguindo os passos das Unidades de Ensino Potencialmente Significativas – UEPS (MOREIRA, 2011) onde, num primeiro momento foi feito o levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos, em seguida foi apresentado o conteúdo de uma forma mais geral e, a partir daí, cada assunto foi abordado de forma mais específica, visando à diferenciação progressiva e à reconciliação integradora. Os conceitos abordados foram quantização, incerteza, estado e superposição de estados, apresentados de acordo com os passos da UEPS. A implementação do trabalho foi realizada em quatro turmas de 3ª série do Ensino Médio da E. E. E. M. Carlos Antonio Kluwe, em Bagé, RS, durante os meses de outubro, novembro e dezembro de 2011. As quatro turmas, denominadas A, B, C e D, foram divididas em dois grupos. O primeiro grupo, formado pelas turmas A e B iniciou as atividades em 10 de outubro de 2011 e o segundo grupo, formado pelas turmas C e D iniciou as atividades em 31 de outubro. Dentre as atividades desenvolvidas são analisados de forma qualitativa os mapas mentais e mapas conceituais elaborados em duplas, bem como a comparação entre eles, e são mostrados os trabalhos livres confeccionados pelos alunos e o jornal de cada turma Ainda são apresentados alguns comentários de estudantes sobre seu desenvolvimento na compreensão dos conceitos abordados na proposta. A análise feita a partir dos resultados obtidos forneceu indícios de aprendizagem significativa, que é o objetivo de uma UEPS. São apresentados também alguns comentários que indicam a boa receptividade da proposta, que encoraja novas aplicações.

Palavras-chave: Física Quântica, Aprendizagem Significativa, Ensino Médio.

ABSTRACT

It has become a challenge to high school teachers to include contents of quantum physics in the school curriculum not only for the lack of due preparation but for the scarcity of incentive. In spite of available educational resources, teachers seldom feel ready to approach such contents in the classroom. Furthermore, the present high school curriculum as well as the National High School Exam (ENEM) do not seem to encourage the teaching of quantum physics. Nevertheless, because of the relevance of quantum physics and the dissemination of its mystical versions with their social representations, it is necessary to continue attempting at contributing to make this insertion possible in the near future. In this sense, a teaching unit on topics of quantum physics was developed with the purpose of motivating the students ’ interest and curiosity. David Ausubel’s theory of meaningful learning was used a its theoretical framework, so as to facilitate the occurrence of meaningful learning of the chosen contents of quantum physics based on the students’ prior knowledge about the subject. The proposal was developed in agreement with the steps of the Potentially Meaningful Teaching Units – PMTU (Moreira, 2011), according to which the first step was to make a survey of the students’ prior knowledge followed by a general presentation of the contents. From there on, each topic received a more specific/extensive treatment aiming at progressive differentiation and integrative reconciliation. The concepts involved in this study were quantization, uncertainty, state, and superposition of states and they were presented according to the PMTU’s steps. Implementation of this proposal occurred in four different classes of the 3rd year of high school at the State School E.M. Carlos Antonio Kluwe, Bagé, RS, Brazil, from October to December of 2011. These four classes, named A, B, C, and D, were divided into two groups. The first one, formed by classes A and B, started their activities on the October 10, 2011, while the second group, classes C and D, started them on October 31, 2011. The activities performed by the students, such as mind maps and concept maps drawn in pairs, as well as their comparison were qualitatively analysed. There are also shown free-choice works the students produced, as well as the newspaper that each of the classes put together. In addition, some of the students’ comments on their own development regarding the concepts approached in this proposal are presented. The analysis based on obtained results suggested evidence of the occurrence of meaningful learning, which is the aim of a PMTU. Furthermore, some comments that might indicate a fair receptivity to the proposal are also set forth since they seem to encourage new implementations of this proposal.

Keywords: Quantum Physics, meaningful learning, high school.

66 Adriano Antunes Rodrigues
Divulgação Científica na Formação Docente: construindo e divulgando conhecimento por meio do Rádio e da Internet
22/6/2012
Orientação: Dr. Silvio Luiz Souza Cunha
Banca examinadora: Dra. Liane Margarida Rockenbach Tarouco (PPGIE/PPC/SINTED/UFRGS), Dr. Claudio José de Holanda Cavalcanti (IF/UFRGS), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (IF/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

O presente trabalho trata da implementação de um projeto de ensino, referenciado na teoria da aprendizagem significativa e no sócio-interacionismo, em uma turma de segundo módulo do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza com Habilitação em Física do Instituto Federal de Santa Catarina. Os alunos foram engajados em um programa de produção textual para publicação de iserções radiofônicas de curta duração e na construçãode um blog para a internet sobre radioatividade e energia nuclear, tema estudado na unidade curricular de Princìpios da Ciência II. Para o planejamento e construção dos textos, os alunos foram subsidiados por conteúdos sobre divulgação científica, teorias de aprendizagem, epistemologia e história da ciência, resultado da integração de outras duas unidades curriculares: Português II e Epistemologia e História das Ciências. Como material de apoio para as atividades realizadas por estes estudantes foi construído um site com textos, imagens, vídeos e mapas conceituais apresentados em aula como organizadores prévio. O objetivo do projeto consiste na compreensão dos conteúdos das unidades curriculares envolvidas e da aprendizagem significativa com referencial de ensino passível de aplicação na ivulgação científica. O conteúdo dos textos produzidos pelos alunos para o rádio e para a internet, asim como os questionários aplicados antes e depois da implementação do projeto, mostram uma apropriação de princípios e estratégias da aprendizagem significativa, dos referenciais de divulgação científica e do conhecimento científico relacionado ao tema radioatividade e energia nuclear.

Palavras-chave: Radioatividade e Energia Nuclear. Divulgação científica. Aprendizagem significativa.

ABSTRACT

This work describes the implementation, within the Instituto Federal de Educação of Santa Catarina – IFSC, of a teaching project, based on the socio-interactionism and in the meaningful learning theory, with students of the Nature Sciences major in Physics. The students engaged in a text production program to produce short-term radio broadcasts, as well as in the creation of a blog about radioactivity and nuclear energy, matter studied in the subject of Principles of Science II. In planning and in writing those texts, students relied on scientific popularization matters, learning theories, epistemology and history of science, what was a result of the integration with the Portuguese II, Epistemology, and History of Science Subjects. As a supporting material, for the activities carried out by the students, a website with texts, imagery, videos and conceptual maps presented in classes as previous organizers has been created. The project aims at the comprehension of the matters broached in the subjects involved in the course curriculum and at the meaningful learning as reference for a possible way of teaching and scientific popularization. The content of the texts produced by the students for the radio and for the Internet, as well as the questionnaires applied before and after the project development showed an appropriation of the principles and meaningful learning strategies, of the scientific popularization references and of the scientific knowledge related to the radioactivity and nuclear energy themes.

Key-words: Media science popularization. Meaningful learning. Interdisciplinarity. Radioactivity and nuclear energy.

65 Vagner Oliveira
Uma proposta de ensino de tópicos de Eletromagnetismo via Instrução pelos Colegas e Ensino sob Medida para o Ensino Médio
18/6/2012
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dr. Anderson Coser Gaudio (IF/UnES), Dr. Mendeli Henning Vainstein (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (IF/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Este trabalho teve como objetivo elaborar uma unidade didática em nível de Ensino Médio sobre conceitos fundamentais de Eletromagnetismo, adequada para utilização com os métodos de ensino-aprendizagem Ensino sob Medida e Instrução pelos Colegas e implementá-la em uma turma do quarto semestre do Ensino Médio de uma escola pública de Pelotas-RS. O material desenvolvido e a escolha dos métodos de ensino foram subsidiados pelos aportes teóricos fornecidos pela Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e pela teoria Sociointeracionista de Vygotsky. As aulas foram estruturadas em 12 encontros de uma hora e trinta minutos cada um, sendo que sete desses encontros foram destinados à aprendizagem conceitual via os métodos Ensino sob Medida e Instrução pelos Colegas, três encontros para resolução de problemas numéricos tradicionais e dois encontros para aplicação do teste inicial/final. A análise dos resultados relativos a desempenho demonstra que a turma, composta por 30 alunos, obteve um ganho de aprendizagem estatisticamente significativo. Uma análise qualitativa sobre a receptividade dos alunos aos métodos de ensino apresenta resultados bastante positivos. Para o desenvolvimento da proposta foram elaborados textos de apoio, vídeos, questões conceituais e questões numéricas, um teste conceitual, um minidocumentário e um questionário de avaliação da aplicação dos métodos, que integram o produto educacional resultante deste mestrado.

Palavras-chave: Ensino sob medida; instrução pelos colegas; aprendizagem colaborativa; estudo prévio; testes conceituais.

ABSTRACT

This work aimed to develop a high school level didactical unit about fundamental concepts of Electromagnetism, suitable for use with two physics education research-based methods: Just-in-Time Teaching and Peer Instruction. Our proposal was implemented in a fourth semester class of a public high school, at a Brazilian city (Pelotas, Rio Grande do Sul). The teaching methods were chosen, as well the elaboration of instructional materials, based on the main principles of Ausubel´s meaningful learning theory and on Vygotsky’s social interaction theory. The didactical unit was organized in 12 meetings of one hour and thirty minutes each. Seven of these meetings were intended for conceptual learning via Just-in-Time Teaching and Peer Instruction; three meetings, to solve traditional problems and two meetings for application of a pre/post-test. The performance analysis of the 30 students enrolled in the course shows that they achieved statistically significant learning gains. A qualitative analysis of the student’s receptivity to the teaching methods showed very positive results. The instructional materials are composed of texts, videos, conceptual and numerical questions, a pre/post-test, a short documentary and a questionnaire for evaluating the application of the methods. All of these constitute the educational product resulting from this Master dissertation.

Keywords: Just-in-time teaching; peer intruction; interactive learning; preparatory assigments; concept tests.

64 Roberta Lima Moretti
Construção e aplicação de um material didático para inserção da Astronomia no Ensino Médio: uma proposta baseada nos referenciais curriculares do Rio Grande do Sul
4/6/2012
Orientação: Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dra. Maria Helena Steffani (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF/UFRGS), Dr. Paulo Sergio Bretones (UFSCAR), Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva (IF/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Um novo referencial curricular para o estado do Rio Grande do Sul foi estabelecido e passou a vigorar em março de 2010. Intitulado Lições do Rio Grande, tal referencial preserva os temas estruturantes das Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Nacionais (PCN+), mas sugere uma sequência para o desenvolvimento desses temas ao longo do Ensino Médio, na qual o tema Universo, Terra e vida é o primeiro a ser abordado no primeiro ano. As Lições do Rio Grande entendem que o domínio da língua materna é fundamental para organizar cognitivamente a realidade, exercer a cidadania e comunicar-se com os outros. Dessa forma, propõem que a aprendizagem dos conteúdos de Física seja permeada por três eixos fundamentais: representação e comunicação, investigação e compreensão e contextualização sociocultural. As competências básicas - ler e escrever, e resolver problemas - devem ser desenvolvidas a partir desses eixos. Este trabalho tem como principais objetivos o desenvolvimento e a aplicação de um material didático para o ensino de Física no Ensino Médio que contemple as Lições do Rio Grande, que aborde o tema estruturante Universo, Terra e vida e que tenha como referencial metodológico o Ensino por Investigação - uma abordagem baseada em uma combinação de teorias construtivistas. No Ensino de Ciências por Investigação o estudante deve ser ativo em sua aprendizagem e o educador dever ser um guia ou facilitador que propõe problemas e auxilia os educandos na resolução dos mesmos. Para o desenvolvimento do material fez-se necessária uma revisão da literatura, onde buscamos atividades relacionadas ao Ensino de Astronomia que estivessem em consonância com o referencial adotado e permitissem o desenvolvimento das competências. A busca de tais atividades foi feita em revistas especializadas em ensino de Física e/ou de Astronomia (RBEF, CBEF e RELEA) e em grupos que divulgam propostas para o ensino de Astronomia (GTTP e GHOU). As atividades sofreram adaptações para se adequar ao tempo da aula e para o desenvolvimento da leitura e da escrita. A aplicação do material foi feita em duas turmas regulares de 1° ano do Ensino Médio, em uma escola do campo, onde boa parte dos educandos são filhos de trabalhadores rurais. A aplicação teve início em março de 2010 e se estendeu até dezembro do mesmo ano. A estrutura das aulas permitiu que os educandos participassem das atividades de forma ativa, sendo a leitura e a escrita privilegiadas durante as aulas. O desenvolvimento dos conteúdos aconteceu a partir de questões propostas como “O universo é estático ou dinâmico?” e “Por que ocorrem as fases da Lua?”. Para responder aos questionamentos, os educandos fizeram leitura de textos, participaram de atividades coletivas, manusearam maquetes, confrontaram suas ideias e produziram pequenos textos. A avaliação da proposta foi feita a partir de relatórios confeccionados pela educadora e de pré-testes e pós-testes respondidos pelos educandos. Podemos concluir que a temática Universo, Terra e vida é motivadora e interessante para os estudantes, a grande maioria se sente à vontade para fazer questionamentos e expressar opiniões durante a aula. A comparação dos resultados entre pré e pós-testes mostrou uma perceptível evolução dos educandos em termos de conteúdo. Dentre alguns impasses, pudemos perceber que o desenvolvimento de competências demanda tempo e é complexo de ser avaliado. A quantidade de horas-aula semanais disponibilizadas para a disciplina de Física dificulta a abordagem de todo o conteúdo proposto pelos PCN+ e o desenvolvimento simultâneo de competências.

ABSTRACT

A new curriculum framework for the state of Rio Grande do Sul was established and became effective in March 2010. Entitled Lições do Rio Grande (Lessons of Rio Grande), this framework preserves the structuring themes presented in the Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Nacionais - PCN+ (Brazilian Guidelines of National Education), and suggests that the subject Universo, Terra e vida, (Universe, Earth and life) is studied in the first semester. This document proposes that the learning of Physics contents is divided in three main themes: representation and communication, research and understanding and sociocultural context. The basic skills - reading, writing and problem solving - must be developed from these three axes. The present work has as main objectives the development and application of a didactic material for the Physics discipline in the Secondary School that incorporates the Lições do Rio Grande, is based on the structuring theme Universo, Terra e vida and follows the Inquiry-Based Learning methodology. This methodology is based on a combination of construtivist theories. It argues that the students must be active in their learning and the teacher should be a guide or facilitator who proposes problems and assists students in solving them. For the development of the material was necessary to review the literature, searching for activities related to the Teaching of Astronomy which were in line with the benchmark adopted and were appropriated for the development of skills. The search was made in specialized journals (RBEF, CBEF and RELEA) and websites (GTTP and GHOU). The activities have been adapted to suit the class time and the development of reading and writing skills. The material developed was applied to two classes of regular 1st year of Secondary School, in a school located in the countryside, where most of the students are children of farm workers. The implementation began in March 2010 and lasted until December of that year. The structure of the classes allowed students to participate actively in the activities, which gave special emphasis to reading and writing. The development of the content was made from proposed questions such as "The universe is static or dynamic?", or "Why Moon phases occur?". To answer the questions, the students practiced text reading, participated in collective activities, handled models, confronted their ideas with each others and produced short texts. The evaluation of the proposal was made from reports prepared by the educator and pre-tests and post-tests answered by the students. We can conclude that the thematic Universo, Terra e vida was motivating and interesting for students, most of them felt comfortable to ask questions and to express their opinions in class. It was noticeable the evolution of the students when comparing the results of pretests and post-tests. Nevertheless, we realize that developing skills takes time and is complex to accomplish. The small number of class hours per week available for the Physics discipline makes it difficult to develop simultaneously all the contents and the skills proposed by the PCN+ .

63 Alexandre Novicki
A Física dos equipamentos utilizados em eletrotermoterapia: uma proposta para o ensino da Biofísica
15/2/2012
Orientação: Dra. Sandra Denise Prado
Banca examinadora: Dra. Adriana Raffone (IPA), Dra. Neusa Teresinha Massoni (IF/UFRGS), Dr. Emerson Gustavo de Souza Luna (IF/UFRGS), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Nesse trabalho, apresentamos o desenvolvimento de uma proposta para o ensino da disciplina de Biofísica para o Curso de Fisioterapia, tendo como instrumento motivador os aparelhos operados em Eletrotermofototerapia, como o Laser e o Ultrassom, por exemplo, e como base, os princípios físicos que permitem o uso e operação destes aparelhos. A proposta de se rever o processo ensino/aprendizagem da disciplina de Biofísica foi motivada pela constatação de que nossos alunos, em geral, não demonstram muito interesse pela disciplina, muito embora, seja nessa disciplina que se tem a possibilidade de trabalhar os conceitos de Física envolvidos nos fenômenos físicos de interação dos aparelhos com tecidos vivos. Em suma, a questão principal que norteia o desenvolvimento deste trabalho pode ser assim apresentada: A utilização de conceitos de Física que permitem o uso e operação dos aparelhos utilizados em eletrotermofototerapia pode contribuir com o processo de ensino e aprendizagem da Biofísica para fisioterapeutas? Para responder essa questão, trabalhamos na elaboração e utilização de um material didático em formato de mídia digital, no qual apresentamos os textos de apoio e as atividades exploratórias de objetos virtuais de aprendizagem. A experiência relatada nesta dissertação mostra que os conceitos físicos, quando trabalhados com o auxílio de práticas e equipamentos utilizados em fisioterapia, podem levar o aluno a perceber a importância da Biofísica para essa atividade profissional. O projeto desta dissertação foi desenvolvido no primeiro semestre de 2011, em duas turmas de 40 alunos cada, do 1º semestre do curso de Fisioterapia do IESA - Instituto Cenecista de Ensino Superior de Santo Ângelo-RS. Vale ainda ressaltar que os textos de apoio e as atividades exploratórias de simulações virtuais aqui apresentadas, poderão vir a auxiliar outros professores que atuam na disciplina de Biofísica para Fisioterapia e que trabalhem com a prerrogativa de ensinar Biofísica, indo além do que se costuma rotular como “mais uma aula tradicional de Física”.

ABSTRACT

This work is about the development of an idea of teaching Biophysics for undergraduate Physiotherapy Courses, based on the utilization of electrothermophototherapy equipments together with the physical phenomenon that explains their process of interaction with lively tissues, as motivational instruments to teach this discipline. The purpose of a revision in the teaching/learning techniques was motivated by the fact that, in general, students do not show themselves very estimulated or interested in Biophysics. In brief, the main question addressed here can be put in the following way: Can the fundamental physics concepts that allow the utilization of electrothermophototherapy equipments together with the equipments contribute to the teaching-learning process of Biophysics for future physiotheraphists? In order to answer this question, we have elaborated a digital midia that contains didactic texts and tutorials for activities with virtual simulations. Our experience related in this dissertation shows that physical concepts allied to the exposition of operational equipments involved in physiotherapy practices can lead the student to realize the importance of this discipline in his professional activity. The project was developed in the first semester of primeiro 2011, in two groups of 40 students each, in the first semester of the Undergraduate Course of Physiotherapy of IESA - Instituto Cenecista de Ensino Superior de Santo Ângelo-RS. It is worth to emphasize that these didactic texts and tutorials for virtual simulations can be used by other professionals whose main concern is the teaching of biophysics for physiotherapists without giving what could be rougly said: “another traditional class of physics”.

62 Terrimar Ignácio Pasqualetto
Ensino de Física no 9º ano: uma proposta metodológica com projetos desenvolvidos a partir de situações-problemas
5/12/2011
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira e Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Mikiya Muramatsu (IF/USP), Dr. Gustavo de Medeiros Azevedo (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (IF/UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (IF/UFRGS), Presidente. Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Suplente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

A presente dissertação apresenta o relato da implementação de uma proposta metodológica para alunos do 9º ano do ensino fundamental, aos quais foram oferecidas atividades centradas em situações-problema. Tais atividades foram planejadas para pequenos grupos envolvendo a análise do funcionamento de equipamentos, o estudo da radiação infravermelha, o uso de vetores, o equilíbrio de corpos, além do estudo da energia solar. Essas atividades foram desenvolvidas em quatro turmas do 9º ano do Ensino Fundamental no Colégio Adventista Marechal Rondon em Porto Alegre, durante os anos letivos de 2009 e 2010. Para o planejamento e a implementação das atividades, foram consideradas as ideias de interação social de Vygotsky, da aprendizagem significativa de Ausubel e dos campos conceituais de Vergnaud. Os resultados obtidos na aplicação de tais atividades mostraram um aumento tanto do interesse dos alunos no estudo da Física, quanto de sua autonomia e segurança em analisar problemas novos, bem como o desenvolvimento das capacidades individuais ligadas à Física.

Palavras-chave: ensino de Física; situação-problema; Ensino Fundamental.

ABSTRACT

This dissertation describes the implementation of a methodological proposal designed to ninth graders to whom problem-situation centered activities were offered. These activities were planned for small groups involving the analysis of how instruments work, the study of infrared radiation, the use of vectors, the equilibrium of bodies, and the study of solar energy. The implementation of the proposal was carried out with four groups of ninth graders of the Marechal Rondon Adventist School, in Porto Alegre, during the 2009 and 2010 school years. The theoretical framework used to design the activities was based on Vygotsky’s social interaction, Ausubel’s meaningful learning, and Vergnaud’s conceptual fields. The findings of the application of the instructional activities suggest an increase in student’s interest in study of physics, their autonomy and firmness in problem solving, as well as the development of individual skills related to physics.

Keywords: Physics education; problem-situation; Elementary school.

61 Lisiane Araujo Pinheiro
Partículas Elementares e Interações Fundamentais no Ensino Médio
20/10/2011
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira e Dra. Sayonara Salvador Cabral da Costa
Banca examinadora: Dra. Isabel Krey (UFSM), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Magno Valério Trindade Machado (UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Nesta dissertação apresenta-se uma sugestão de atualização curricular para o Ensino Médio por meio da inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea. O objetivo desta dissertação foi desenvolver e aplicar uma Unidade de Aprendizagem (UA) sobre Partículas Elementares, além de investigar indícios de aprendizagem significativa provenientes da UA. A abordagem metodológica da UA foi pautada na teoria da mediação de Vygotsky e complementada pela teoria da aprendizagem de Ausubel. Compõe a UA: um texto que aborda o desenvolvimento do conceito de partícula elementar, a partir do referencial histórico, e analisado segundo a epistemologia de Gaston Bachelard; atividades, dentre as quais a elaboração e apresentação de mapas conceituais em pequenos grupos. A Unidade de Aprendizagem foi aplicada em uma escola de Ensino Médio da rede estadual de ensino do Rio Grande do Sul, com uma turma de terceira série, durante seis semanas. A investigação relativa a indícios de aprendizagem significativa utilizou, como instrumentos de coleta de dados, pré e pós-testes individuais e três versões de mapas conceituais construídos sequencialmente. Para análise dos dados, foram utilizados metodologias qualitativas e quantitativas. Apesar de terem sido identificadas algumas dificuldades no desenvolvimento da UA, a maioria dos estudantes manifestou grande satisfação pela proposta; e a análise dos dados coletados apresentou indícios de aprendizagem significativa.

Palavras-chave: partículas elementares e interações fundamentais; aprendizagem significativa; mapas conceituais.

ABSTRACT

This dissertation presents a suggestion to upgrade the physics high school curriculum through the introduction of topics of Modern and Contemporary Physics. The main objective was to develop and implement a Learning Unit (LU) on Elementary Particles, in addition of searching for hints of meaningful learning resulting from this unit. The methological approach of the LU was based on Vygotsky mediation theory. The LU is composed by: a text dealing with the development of the elementary particle concept from an historical framework, and anlysed according to Bachelard‘s epistemology; instructional activies, among them the construction and presentation of concept maps in small groups. The Learning Unit was implemented in a public high school of the Rio Grande do Sul state, during six weeks, with a third year group. The research regarding evidences of meaningful learning used individual pre and posttests and three versions of concept maps, sequentially constructed, as instruments for data gathering. Quantitative and qualitative methodologies were used in data analysis. In spite of the fact that some difficulties were detected in the implementation of the LU, the majority of the students showed a high degree of satisfaction with the proposal; in the analysis of the data some evidences of meaningful learning were found.

Keywords: elementary particles and fundamental interactions; meaningful learning; concept maps.

60 Gentil César Bruscato
O ensino de Física através das atividades práticas realizadas na instalação, operação e manutenção de uma estação radioamadora
20/6/2011
Orientação: Dr. Paulo Machado Mors
Banca examinadora: Dra. Maria Inês Soares Melecchi (Colégio Militar/POA), Dr. Horacio Alberto Dottori (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (IF/UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Em nossas escolas a relação ensino-aprendizagem, na maioria das vezes, restringe-se à tentativa de atingir o objetivo dos alunos obterem grau suficiente para serem aprovados no final do ano, sem haver maior preocupação com a aprendizagem significativa e contextualizada dos conteúdos ensinados, e com a interação social que promova a discussão dos assuntos estudados. Apresentamos uma proposta de ensino utilizando o radioamadorismo como tema motivador, em uma tentativa de melhor qualificar o aprendizado de Física. Adotamos como referencial as teorias de aprendizagem significativa, de David Ausubel, e da interação social, de Lev Vygotsky. O projeto, a montagem de uma estação radioamadora para fins educacionais, em especial para o ensino da Física, foi aplicado no segundo semestre de 2010, com a participação voluntária de alunos da série final do ensino fundamental e das três séries do nível médio do Colégio Militar de Porto Alegre, na modalidade ensino extracurricular, no contraturno do horário regular das aulas. É apresentado um relato da experiência e dos resultados alcançados, além de um texto-guia facilitador do professor que se interessar em reproduzir experiência semelhante.

Palavras-chave: Física; ensino-aprendizagem; Ausubel; Vygotsky; radioamadorismo; nível médio.

ABSTRACT

In our schools, the teaching-learning relationship, in most cases, is limited to the attempt of achieving the students approval at the end of the year, with no concern about meaningful and contextual learning and the social interaction that promotes discussion of the physics content. We present a proposal to physics education by using ham radio as a motivational theme. We adopt the theories of meaningful learning, by David Ausubel, and social interaction, by Lev Vygotsky. The project, the assembling of a ham radio station for educational purposes, particularly in physics, was applied in the second half of 2010, with voluntary participation of high school students from Colégio Militar de Porto Alegre, in the form of extracurricular education at the opposite turn of their regular classes. It is presented a report of the experience and its outcomes, as well as a guide for the teacher interested to replicate a similar educational experience.

Keywords: Physics; teaching-learning; Ausubel; Vygotsky; amateur; high school.

59 Rogério Fachel de Medeiros
Elaboração de um Material de Apoio Didático e Paradidático para o Ensino de Física das Radiações no Ensino Médio e Técnico
24/5/2011
Orientação: Dr. Flávia Maria Teixeira dos Santos e Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Pedro Fernando Teixeira Dorneles (UNIPAMPA), Dr. Paulo Machado Mors (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (IF/UFRGS), Dra. Flávia Maria Teixeira dos Santos (FACED/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Este trabalho apresenta a implementação de um material de apoio para o ensino de Física das Radiações, e os resultados obtidos com sua aplicação em sala de aula para alunos do curso técnico em radiologia. Essa proposta tem como marco teórico a Aprendizagem Significativa apresentada por Ausubel. A aplicação do material de apoio em sala de aula fez uso sistemático de recursos computacionais, com destaque à utilização de um CD para promover o aprendizado significativo de conceitos básicos de Física das Radiações. Considerando que o assunto faz parte do curso técnico de radiologia a aplicação e avaliação do referido material de apoio foi realizada como parte do conteúdo básico de Física das Radiações, já prevista na ementa do curso. Como este material foi produzido vislumbrando a possibilidade de sua utilização também no Ensino Médio, a proposta contempla as recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais no sentido de uma progressiva inserção da Física do Século XX no Ensino Médio. Na expectativa real de que, em um futuro próximo, a Física das Radiações passe a constar de maneira mais efetiva nos programas e conteúdos das escolas, o material de apoio produzido por esta dissertação poderá ser utilizado por professores do Ensino Médio que queiram abordar o assunto em suas aulas regulares em escolas que disponham de recursos de informática. A metodologia utilizada para produção do material de apoio estava focada, inicialmente, em um levantamento preliminar de dados em livros didáticos utilizados no Ensino Médio e Técnico e em artigos publicados em revistas especializadas. Posteriormente, utilizamos os resultados levantados pela aplicação dos questionários (Anexos 2 e 3) para direcionamento e definir os tópicos desenvolvidos no material onde finalizamos a produção do mesmo com um estudo detalhado em 8 bibliografias especializadas. Com o objetivo de analisar e avaliar a aplicação do material de apoio de um ponto de vista geral realizamos o cálculo da porcentagem média geral de acertos e erros obtidos na avaliação prévia e comparamos com a porcentagem média geral de acertos e erros obtidos na avaliação final. A porcentagem média geral de acertos verificado nas 45 questões objetivas aplicadas durante o desenvolvimento da atividade aumentou de 17,0% para 82,3 % e a porcentagem média geral de erros diminuiu de 83,0% para 17,7%. Sendo assim, podemos concluir que, durante a implementação do curso, nosso objetivo foi alcançado onde os resultados indicam que assuntos atuais (que fazem parte da vida cotidiana dos alunos) são bem recebidos por eles e a utilização de um material direcionado para esta realidade produz bom resultado em termos de aprendizagem significativa.

Palavras-chave: Física; Física das radiações; Ensino de Física; formação profissional.

ABSTRACT

This study presents not only the implementation of support material for teaching Physics of Radiations, but also the results obtained through its application in the classroom with students of the course technician in radiology. This proposal has as its theoretical framework the meaningful learning theory presented by Ausubel, and the application of support material in the classroom has used computational resources systematically, highlighting the utilization of an interactive CD in order to promote meaningful learning of basic concepts of radiations. Considering that the subject makes part of the course technician in radiology, the application and assessment of the referred support material was carried out as part of the basic content of Physics of Radiations already predicted in the course program. In addition, as this material was produced glimpsing the possibility of its utilization in the high school, this work proposal has contemplated the recommendations of National Curricular Parameters with the direction of a progressive insertion of physics of the twentieth century in high school teaching. Whit the real expectation that, in the near future, the Physics of Radiations will appear in a more effective way, in programs and contents of the schools, the support material produced by this dissertation will be available for high school teachers who want to approach the subject in their regular classrooms, which have provided informatics resources. The methodology utilized for the production of support material has been focused, initially, on a preliminary survey of data collected from textbooks utilized in high/technical school teaching and articles published in specialized magazines. Subsequently, the results obtained with the application of the questionnaires (Annexes 2 and 3) were utilized for directing and defining the topics developed in the material, where the production of it was completed within a detailed study in 8 specialized literatures. Then, with the objective of analyzing and assessing the application of this support material, we have carried out, from a general point of view, the calculus of the general mean percentage of accuracy and errors obtained in the previous assessment, and we have compared it with the general mean percentage of accuracy and errors obtained in the final assessment. The general mean percentage of accuracy verified in the 45 objective questions, applied during the development of the activity, increased from 17.0% to 82.3 %, and, the general mean percentage of errors decreased from 83.0% to 17.7%. Therefore, we may conclude that, during the course implementation, our objective was achieved and the results suggest that current physics topics can make part of the routine life of students, as well as that they were well received by them; the utilization of support material, directed for this reality, has produced a good result in terms of meaningful learning.

Keywords: Physics; Physics of radiations; Physics teaching; Professional education.

58 Marcelo Palma de Oliveira
Ensinando Física em aulas de Matemática no Ensino Fundamental
25/3/2011
Orientação: Dr. Naira Maria Balzaretti e Dr. João Edgar Schmidt
Banca examinadora: Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (IF/UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (IF/UFRGS), Dr. Carlos Alberto Souza (IFSC), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O objetivo deste trabalho foi desenvolver tópicos de Física no contexto das aulas de Matemática no Ensino Fundamental com alunos de quinta a oitava série, em escolas públicas, sem prejuízo do ensino dos conteúdos de Matemática. Os temas abordados incluíram astronomia, cinemática, e termodinâmica. A metodologia e o material foram desenvolvidos à luz da teoria dos campos conceituais de Vergnaud em conjunto com a teoria da mediação de Vygotsky, desenvolvendo conceitos físicos, tornando as aulas mais atraentes e qualificando o entendimento da Física. Cada atividade foi composta por um pré-teste, um pós-teste, alguns textos de apoio ao professor e guia de atividades práticas. Aos alunos da quinta série foi apresentado um projeto para a construção de algumas maquetes que representassem alguns astros e ilustrassem alguns fenômenos do sistema solar. A cinemática foi trabalhada junto aos alunos de sexta e sétima séries com problemas relacionados e construção de simulações com o software Modellus. Termodinâmica foi abordada com os alunos da oitava série através de experimentos como a construção de um aquecedor solar. O material produzido consiste em um volume de textos de apoio ao professor.

ABSTRACT

The aim of this study was to introduce physics concepts in the context of mathematics classes in elementary school for students from fifth to eighth grades in parallel to mathematics topics, in public schools. The physics topics included astronomy, kinematics and thermodynamics. The methodology and materials were developed in the light of the theory of conceptual fields of Vergnaud and Vygotsky's theory of mediation. Each activity consisted of a simple test before and after the experimental activity which was developed based on a brief overview provided by the teacher and a guide specific for each activity. The fifth graders were presented to a project for the construction of some models that represent stars and illustrate some phenomena of the solar system. The kinematics was discussed with students in sixth and seventh grades based on construction-related problems with simulations using the software Modellus. Thermodynamics was discussed with the eighth grade students through experiments such as building a solar heater. The material produced in this work is presented as texts for teacher support.

57 Simone Kirst Hoffmann
Óptica Física com o Interferômetro Virtual de Mach - Zehnder
21/12/2010
Orientação: Dr. Sandra Denise Prado
Banca examinadora: Dr. Cássio Stein Moura (PUC - RS), Dr. Rubem Erichsen Junior (UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (UFRGS), Dra. Sandra Denise Prado (UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Este trabalho descreve a utilização de um software livre educacional do interferômetro de Mach-Zehnder (IMZ), em português, como instrumento motivador, ilustrativo, de fácil manuseio e compreensão, para ajudar no ensino e aprendizagem de Física. Salientamos que este software educacional foi desenvolvido através de um projeto coordenado pelas professoras Fernanda Ostermann e Flávia Rezende, do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e foi utilizado como principal instrumento para introduzir conceitos fundamentais de física quântica em uma disciplina do curso Mestrado Profissional de Ensino de Física. No entanto, podemos dizer que esta foi a primeira vez que o IMZ foi aplicado a uma turma de professores não ligados profissionalmente à UFRGS. Em acréscimo ao software, foram elaborados e remodelados como produtos educacionais, textos de apoio e guias experimentais que poderão ser usados tanto por professores, como por alunos do Ensino Médio. Fenômenos ondulatórios foi o assunto explorado e um de seus subtemas, a interferência da luz, foi bastante enfatizada. Colocamos à disposição dos professores um material didático de fácil interpretação, podendo, também, ser utilizado com alunos do Ensino Médio. O desenvolvimento desse material tem caráter estratégico para que sirva de base a futuras transposições de temas da física quântica, em particular, o fenômeno da dualidade onda-partícula, para este nível de ensino. Este material de apoio e o software compreendem um curso de quarenta horas, para um grupo de seis professores da rede estadual, mais especificamente para os professores que lecionam Física, nas escolas que representam a 6ª Coordenadoria Regional de Educação (6ª CRE), com o apoio da mesma. O curso aconteceu em 2006, na Escola Estadual de Ensino Médio “Ernesto Alves de Oliveira”, em Santa Cruz do Sul, RS. Embasado na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel, o material servirá, também, como base ou conhecimento prévio para futuras investidas em outros temas relacionados à física quântica. O conteúdo da teoria ondulatória da luz, trabalhado sobre o aparato do interferômetro virtual de Mach-Zehnder proporcionou a interação entre o conhecimento novo (física quântica e dualidade ondapartícula, desenvolvida sobre o interferômetro virtual de Mach-Zehnder no regime quântico) e o prévio (teoria ondulatória da luz desenvolvida sobre o interferômetro virtual de Mach- Zehnder clássico), possibilitando uma aprendizagem significativa e dando sentido às novas informações. No decorrer do curso, ao analisarmos o comportamento e as atitudes dos professores, pudemos perceber que este assunto não é trabalhado no Ensino Médio, e que eles apresentam dificuldades em relação aos conceitos fundamentais da teoria. Entretanto, parte do grupo mostrou interesse em obter novos conhecimentos, pois em todos os encontros havia questionamentos relacionando novos conceitos com os pré-existentes. Enfim, o software gerou visível entusiasmo com as novas possibilidades de aulas “práticas”, com a aprendizagem dos novos conceitos e também a proposta de se avaliar com a utilização de mapas conceituais, estratégia desenvolvida por Novak.

Palavras-chave: Física; Física quântica; fenômenos ondulatórios; Ensino Médio; software do interferômetro de Mach-Zehnder.

ABSTRACT

In this work it is shown how the utilization of a free educational software can be useful as a motivating and illustrative tool to help the teaching and understanding of fundamental concepts on quantum mechanics. Besides being available also in Portuguese, the virtual Mach-Zehnder Interferometer (MZI) is easy to handle. The software has been developed under a project coordinated by Professor Ostermann (UFRGS) and Professor Rezende (UFRJ) and has been used as a main tool to introduce students from Mestrado Profissional em Ensino de Física to fundamental concepts on quantum physics. Here, it is reported the first time the software was used in an environment that is not university. Concepts of quantum physics were discussed in a 40 hours course given to a group of six secondary level school teachers in 2006. They were teachers working under the 6ª Coordenadoria Regional de Educação (6ª CRE). The course took place in Santa Cruz do Sul (RS) at Escola Estadual de Ensino Médio “Ernesto Alves de Oliveira”. In order to help the students with the software itself and physical concepts that could help the understanding of the simulations results, supporting materials like helping texts and experimental guides were prepared based on Ausubel framework. We were also concerned about an educational product that could also be helpful to secondary level school students. The texts are available in an easy language and straightforward physics. Although the number of students were relatively small, the group was representative in the sense it reproduces the reality of public secondary schools in Brazil. Physics is not, in general, taught by people that are graduated in Licenciatura em Física and the ones that are, are in general, not very well prepared. It was clear that no one in the group had enough confidence “to touch” subjects related to quantum physics in classes having the excuse this is a very difficult topic to overcome. Using optical physics as basis and the virtual MZI, we could see some enthusiasm when the students realize it is possible, for example, to discuss some concepts related to wave-particle duality without unreachable mathematics.

Keywords: Physics; quantum mechanics; ondulatory phenomenon, secondary level school; software Mach-Zehnder interferometer.

56 Marcelo Esteves de Andrade
O uso das novas tecnologias da informação e comunicação no Ensino de Física: uma abordagem através da modelagem computacional.
8/9/2010
Orientação: Dr. Silvio Luiz Souza Cunha
Banca examinadora: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (UFRGS), Dr. Thomas Braun (UFRGS), Dr. Pedro Dornelles (UNIPAMPA), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Recurso Digital)

resumo
RESUMO

Neste projeto, utilizamos algumas tecnologias da informação e comunicação para desenvolver uma estratégia de ensino de Física para o Ensino Médio abordando o tópico da cinemática. A estratégia contou com a utilização de aulas e testes virtuais e também com atividades de modelagem computacional com o programa Modellus. Todas as atividades foram aplicadas no laboratório de informática e mediadas pelo computador. Esta estratégia foi aplicada em duas turmas do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Adventista Cruzeiro do Sul, localizado na cidade de Taquara, RS, entre os meses de março e maio, do ano letivo de 2009, e contou com uma carga horária de 22 horas – aula. O projeto teve como referencial teórico a Teoria dos Campos Conceituais de Gerard Vergnaud, que diz que a conceitualização é o centro do desenvolvimento cognitivo. Todo o material desenvolvido foi colocado em forma de um hipertexto que está disponível na internet de modo que outros professores façam uso destes recursos. Através das observações feitas durante a aplicação desta proposta, vimos que uma estratégia de ensino baseada no uso de tecnologias como estas, permitem um aprendizado mais eficaz, visto que o contato e a interação dos alunos com o objeto de estudo e com as ferramentas educacionais é muito maior quando comparado com as metodologias tradicionais, por isso esta estratégia apresenta um grande potencial como recurso educacional para o ensino de Física.

Palavras-chave: Modelagem computacional; Modellus; cinemática; campos conceituais.

ABSTRACT

In this project, we use some of the new technologies of information and communication to develop a strategy for teaching physics to high school addressing the topic of kinematics. The strategy included the use of virtual classes and tests and also with activities of computer modeling with the program Modellus. All activities were computer-mediated implemented in the computer lab. This strategy was applied to two groups: the first year of high school of the Instituto Adventista Cruzeiro do Sul, located in the city of Taquara RS between March and May of the academic year 2009, and had a workload of 22 hours - in class. The project is theoretical based on the Theory of Conceptual Fields by Gerard Vergnaud, which says that the conceptualization is the center of cognitive development. All the material developed was placed in the form of a hypertext that is available on the Internet so that other teachers can make use of these resources. Through observations made during the implementation of this proposal, we saw that a strategy based on the use of technologies like these, allow a more effective learning, as the contact and interaction of students with the object of study and educational tools is greater when compared with traditional methods, so this strategy has great potential as an educational resource for the teaching of physics.

Keywords: Computer modeling; Modellus; kinematics; conceptual fields.

55 Gilberto José Calloni
A Física dos movimentos analisada a partir de vídeos do cotidiano do aluno: Uma proposta para a oitava série
11/6/2010
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. João Batista Siqueira Harres (PUC-RS), Dr. Michel Emile Marcel Betz (IF-UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (IF-UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (IF-UFGRS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Recurso Digital)

resumo
RESUMO

Este trabalho propõe introduzir conteúdos de Física, de modo a torná-los atrativos para alunos de 8ª série, através do estudo de situações divertidas, como os movimentos presentes em atividades esportivas e de lazer do seu cotidiano. Os movimentos foram filmados pelos alunos utilizando uma câmera fotográfica digital e, após, foi usado um programa de análise de imagens (Tracker). A escolha dos temas a serem filmados e analisados partiu de sugestões dos próprios alunos em sala de aula, orientados pela professora de Ciências e pelo autor dessa proposta de trabalho. As filmagens foram realizadas pelos alunos no pátio e no salão esportivo da escola; a análise dos movimentos filmados e sua descrição foram realizadas no laboratório de informática. A proposta foi aplicada no Colégio São José, de Caxias do Sul, RS, com cinco turmas de oitava série na disciplina de Ciências, durante os meses de setembro a novembro de 2008, inserindo as atividades paralelamente à apresentação dos conteúdos. Todo material desenvolvido e utilizado nesta proposta foi disponibilizado, gradualmente, no decorrer de sua aplicação na página Web do Colégio. O planejamento e a execução desta proposta foram embasados na teoria interacionista de Lev Vygotsky. Essa escolha se deu, principalmente, pelos objetivos pretendidos neste trabalho que previam que os alunos trabalhassem em grupo com a mediação dos professores, proporcionando e estimulando o gosto por aprender. A avaliação da proposta foi feita pelos alunos no final de sua aplicação através de um questionário de opinião. Segundo as respostas dos alunos, na medida em que atividades e tecnologias do seu cotidiano são utilizadas nas aulas de Física, faz com que essas se tornem mais motivadoras e interessantes. O material instrucional produzido, acompanhado de um guia de informações e orientações será publicado na série “Hipermídias de Apoio ao Professor de Física”, onde serão descritos os objetivos, a justificativa e a metodologia utilizados, com o intuito de que possam ser aplicados por outros professores associados à disciplina de Ciências da 8ª série.

Palavras-chave: Enisno de Ciências na 8ª série; Física do cotidiano; Análise gráfica de imagens de movimentos; Teoria da interação social de L. Vygotsky; Programa Tracker.

ABSTRACT

This work proposes an alternative introduction of 8th grade Physics school contents through the study of Kinematics concepts present, e.g., in the students' daily sporting and leisure activities, in order to make these concepts more attractive and motivating to them. The situations have been registered in the schoolyard and gymnasium by the students themselves using a digital camera. The videoclips were then analyzed using an image analysis software (Tracker) in the school's computer laboratory. The subjects on the videoclips were selected among students' suggestions and assisted by the Science class teacher together with the author. The proposal has been carried out in Colégio São José, of Caxias do Sul, RS, with five different groups of 8th graders during Science classes, from September to November of 2008, these activities being alternated with regular classes. All material developed and used in the proposal was made available, during its application, on the School's Webpage. The planning and execution of this proposal are oriented along the social interaction theory of Lev Vygotsky. This choice is mainly motivated by the goal of promoting collaborative students work, intermediated by the teachers, providing and stimulating the taste for learning. The students evaluated the work by its conclusion through an opinion questionnaire. According to the students' answers to the questionnaire, when their daily activities were introduced in the Physics classes making use of available technology through electronic and computer devices, the Physics learning was rendered more interesting and motivating. The instructional material produced during the project application together with an information guide orienting other 8th grade Science teachers on its application will be published in the series “Hipermídias de Apoio ao Professor de Física”, where aims and methodology will also be described.

Keywords: 8th grade science teaching; everyday life's Physics; analysis of motion's videos; L. Vygotsky' social interaction theory; tracker graphical analysis program.

54 Camila Riegel Debom
O Aprendizado da Astronomia e das Ciências Afins com a Mediação da Observação Rudimentar e da Imagem Astronômica.
31/5/2010
Orientação: Dr. Basílio Xavier Santiago
Banca examinadora: Dr. João Batista Garcia Canalle (IF /UERJ), Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva (IF/UFRGS), Dr. Horacio Alberto Dottori (IF/UFRGS), Dr. Basílio Xavier Santiago (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Página da Web)

resumo
RESUMO

Apresentamos o planejamento, desenvolvimento e aplicação de uma proposta de curso de extensão em Astronomia, dividido em módulos e oferecido a estudantes de ensino médio visando a aprendizagem da Astronomia e das ciências afins a partir da observação rudimentar e da imagem astronômica. A confecção do material didático destinado ao curso e a elaboração das aulas tiveram por base a teoria da mediação de Lev Vygotsky e a epistemologia de Stephen Toulmin. O projeto incluiu a realização de uma experiência piloto, da qual foram extraídos subsídios para seu aperfeiçoamento. Apresentamos aqui o relato desta experiência e de seus resultados, bem como o desenvolvimento e aplicação de uma segunda versão do curso e dos resultados obtidos. Como instrumentos de avaliação foram utilizados pré e póstestes idênticos. Da análise destes instrumentos, verificamos um aumento no número absoluto de acertos de cerca de 55% na avaliação, com relação à avaliação prévia, na segunda implementação do curso. Esse resultado, conjuntamente com a análise qualitativa dos comentários feitos pelos estudantes concluiu-se que a utilização da imagem astronômica e a observação rudimentar com fins didáticos é viável e frutífera. Como produto educacional desta dissertação confeccionamos um CD com o conteúdo das aulas, que acompanha guias ao professor que queira replicar a experiência.

Palavras-chave: Astronomia; imagem astronômica; Ensino de Física.

ABSTRACT

We present an outreach course in Astronomy and related sciences at high school level, describing its planning, development and application. The course is modulated and uses elementary astronomical observation and images as its basic learning tools. The didatic material for the project and the lecture grid are based on Lev Vygotsky mediation theory and the epistemology be Stephen Toulmin. The project involved an initial test course, from which we extracted subsidies for its improvement. We describe this initial experience and its results. We also describe the application of the second version of the course. Identical pre and post course tests we used to assess the impact of both versions and led to a final 55% improvement in the rate of correct answers, on the second version of the course. This result, along with the qualitative analysis of the comments made by the students, shows the importance of astronomical images and observations as teaching tools. Finally, the course is detailed out in a CD containing not only the material developed for the lectures, but also a guide to other teachers who wish to apply it in their classes.

Keywords: Atronomy; astronomical image; teaching os Physics.

53 Lisete Funari Dias
A Noção de Referencial: Uma Interação Cognitiva entre a Mecânica Newtoniana e a Relativística
10/5/2010
Orientação: Dr. Trieste dos Santos Freire Ricci
Banca examinadora: Dr. Arion Kurtz dos Santos (FURG), Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Dr. Gilberto Lima Thomas (IF/UFRGS), Dr. Trieste dos Santos Freire Ricci (IF/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Neste trabalho, propomos um conjunto de estratégias para enfrentar os obstáculos epistemológicos à aprendizagem da cinemática na Teoria da Relatividade Restrita. Tais estratégias são baseadas na proposta da noção de perfil conceitual de referencial (Ayala & Frezza, 2007) e visam promover uma interação cognitiva entre a Mecânica Newtoniana e Relativística. O perfil conceitual (Mortimer, 1995-2000) é um modelo para compreender a evolução conceitual em sala de aula. Para tais objetivos, foi desenvolvido um conjunto de ações em uma seqüência de aplicações de pré-testes e pós-testes com a finalidade de explicitar a concepção dos alunos sobre o aspecto a ser investigado e avaliar a evolução conceitual destes. A diferenciação entre as concepções dos alunos e aquelas cientificamente aceitas deu-se através da interpretação das concepções apresentadas, de discussões teóricas acerca do tema e da apresentação de animações construídas com o software Modellus. O público-alvo deste trabalho é formado por alunos de Licenciatura em Física, e o objetivo do mesmo é contribuir para a formação destes estudantes, futuros professores de Física.

Palavra-Chave: Referencial, Mecânica Galileana/Newtoniana, Teoria da Relatividade Restrita, Perfil Conceitual, Novas Tecnologias de Ensino de Física, Formação de professores.

ABSTRACT

In this work, we propose a set of strategies to face the epistemological obstacles to learning the kinematics in the Restricted Theory of Relativity. Such strategies are based on the proposal of the notion of conceptual profile of reference (Ayala & Frezza, 2007) and promote an interaction between cognitive Newtonian Mechanics and Relativistic Mechanics. The conceptual profile (Mortimer, 1995-2000) is a model for understanding the conceptual evolution of students in classroom. For these goals, we developed a set of actions in a sequence of applications of pre-tests and post-tests in order to explain the conception of students on the aspect to be investigated, and to assess your conceptual evolution. The differentiation between the students' conceptions and scientifically acceptable ones came through the interpretation of the concepts presented, theoretical discussions about the topic and the presentation of animations built with the software Modellus. The target of this work is formed by graduation students in Physics in order to contribute to your formation as future physics teachers.

Keywords: Reference systems; Galilean/Newtonian mechanics; Theoty of restricted relativity; conceptual profile; new technologies in Physics teaching; teacher training.

52 Márcia Frank de Rodrigues
A temática da energia proposta através de temas geradores para a sexta-série do Ensino Fundamental
12/3/2010
Orientação: Dr. Flávia Maria Teixeira dos Santos e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Fabio Saraiva da Rocha (UNIPAMPA), Dra. Sayonara Salvador Cabral da Costa (PUC), Dra. Marcia Russmann Gallas (IF/UFRGS), Dra. Flávia Maria Teixeira dos Santos (IF/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Neste trabalho, propõe-se o estudo da temática da Energia e de suas aplicações de forma que os alunos se apropriem do conhecimento científico relacionando-o com o seu dia a dia. O objetivo deste projeto foi realizar uma experiência docente buscando ensinar a Física de modo contextualizado, de forma que esta se torne significativa e atraente para que os alunos se sintam instigados a vincular sua realidade e o seu cotidiano com a teoria que eles aprendem em sala de aula. Seguindo a proposta de Paulo Freire (1996, 2004), no planejamento e desenvolvimento do programa de ensino deste trabalho, fez-se uso da educação dialógica e dos temas geradores. A partir do tema gerador Energia, os conteúdos previstos para serem abordados foram subdivididos em três módulos: Módulo I - Energia Elétrica, Módulo II - Energia Solar e Módulo III - Energia Eólica. Cada um desses módulos foi estruturado seguindo a proposta dos três momentos pedagógicos de Delizoicov e Angotti (1992): problematização inicial, organização do conhecimento e generalização do conhecimento. Os módulos são interrelacionados e neles constam: definição, formas de obtenção, vantagens e desvantagens, atividades experimentais, bem como aplicações atuais dessas formas de energia. Por meio da utilização de instrumentos de levantamento de dados verificou-se que os alunos apresentaram-se motivados, estimulados e desafiados durante a realização desta experimentação didática, principalmente por terem se tornado agentes transformadores e críticos do saber por eles produzido. Também, mostraram-se satisfeitos ao perceber que a sistematização do conhecimento gerado na escola ia ao encontro do que cada um vivia cotidianamente.

ABSTRACT

This paper proposes to study the issue of Energy and its applications so that students get acquainted of scientific knowledge and can relate it to their daily lives. The main purpose of this project was to perform a didactic teaching experience aiming to teach Physics in a contextualized way, so that it becomes enough meaningful and attractive that students feel encouraged to link their reality and their daily lives with the theory they learn in classroom. According to the proposal of Paulo Freire (1996 - 2004) in the planning and development of the teaching experiment, the dialogical education and generating themes was the base of this work. After the theme generator Energy being set, the discussed topics were divided into three modules: Module I - Electricity, Part II - Solar Energy and Module III - Wind Energy. Each of these modules was structured following the proposal of the three pedagogical moments of Delizoicov and Angotti (1992): initial questioning, knowledge organization and generalization of knowledge. The modules are interrelated and they include: the definition, forms of production, the advantages and disadvantages, experiments, and the current applications of these forms of energy. By the use of information survey instruments, it was checked that students showed up motivated, encouraged and challenged during the course of this trial teaching, mainly because they have become agents of change and critical knowledge produced by them. Also, they were satisfied to see that the systematization of knowledge generated in the school was in line with what each one lived daily.

51 Luiz Marcelo Darroz
Uma proposta para trabalhar conceitos de Astronomia com alunos concluintes do curso de formação de professores da modalidade normal
12/1/2010
Orientação: Dra. Flávia Maria Teixeira dos Santos e Dra. Maria de Fatima Oliveira Saraiva
Banca examinadora: Dr. Carlos Ariel Samúdio Perez (UPF), Dr. Basílio Xavier Santiago (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Dra. Flávia Maria Teixeira dos Santos (IF/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

O objetivo deste trabalho foi o de investigar o processo de elaboração e de desenvolvimento de uma proposta didática sobre conceitos básicos de astronomia, fundamentada teoricamente na Aprendizagem Significativa. A proposta didática foi aplicada, em forma de um curso de extensão, a um grupo de 13 estudantes concluintes do curso de formação de professores na modalidade Normal de uma escola pública da cidade de Passo Fundo, RS. O foco do trabalho foi o ensino de conceitos básicos de astronomia e a escolha deste tema se deu por entendermos que ele é altamente motivador e capaz de permitir o estabelecimento de conexões com diversos conceitos físicos, além de fazer parte do rol de conteúdos que devem ser abordados na Educação Básica. A base teórica deste trabalho foi, fundamentalmente, a teoria da Aprendizagem Significativa desenvolvida por David Ausubel. Buscamos desenvolver a metodologia de ensino com abordagem de conceitos básicos de astronomia a partir dos subsunçores presentes na estrutura cognitiva dos estudantes. As atividades elaboradas focaram momentos pedagógicos que objetivaram tornar o tema significativo e relevante para o estudante, permitindo que eles se sentissem seguros em abordá-los durante suas futuras atuações profissionais. Os indícios da aprendizagem significativa foram obtidos por meio de diversos instrumentos de pesquisa e avaliação, dos quais destacamos os mapas conceituais e a representação dos conteúdos estudados, em que os estudantes precisaram transpor os assuntos abordados em novos contextos. Nesses instrumentos os estudantes apresentaram um índice de aproveitamento satisfatório. Os resultados dessa implementação também apontaram que o assunto é reconhecido pelos estudantes como potencialmente significativo e que os conhecimentos prévios presentes em suas estruturas cognitivas se apresentam de forma conceitualmente equivocados ou incompletos. O questionário de avaliação da proposta didática, aplicada ao final da experiência, parece mostrar a aprovação dos estudantes para com a metodologia empregada, indicando que o material apresentado e a metodologia desenvolvida e utilizada foram fundamentais para o bom desempenho dos estudantes no projeto e para a aprendizagem significativa promovida.

Palavras-chave: Astronomia; Ensino de Física; Ensino de Ciências; Primeiros anos do Ensino Fundamental; Curso de Formação Normal; Aprendizagem Significativa;

ABSTRACT

The aim of this paper was to investigate the process of drawing up and developing a didactic proposal about basic concepts of astronomy founded theoretically on Meaningful Learning. The didactic proposal has been applied , in the way of an public outreach course, to a group of students that were finishing the course of teachers’ education in the Normal mode at a public school at the town of Passo Fundo, RS. The work has been focused on the teaching of basic concepts of astronomy, and we chose this theme because we consider this fact as highly motivating, and it enables the connection to several physical concepts , besides being a part of the roll of contents that must be approached at the Basic Education. The theoretical part of this paper was fundamentally the theory of Meaningful Learning which was developed by David Ausubel. We sought to develop the teaching methodology with the approach of basic concepts of astronomy following from subsumers which are present in the students’ cognitive structure. The drawn up activities were pedagogical moments which aimed at rendering the theme meaningful and relevant to the students so that they would feel secure in approaching it in their future professional activities. The signs of meaningful learning have been obtained by means of several instruments of research and evaluation among which we point out the conceptual maps and the representation of the studied concepts in which the students have to transpose the subjects that were approached in new contexts. In these instruments, the students presented a reasonable profit index. The results of this implementation also showed that the subject is recognized by the students as potentially meaningful and that the previous knowledge which is present in their cognitive structures is presented in a conceptually wrong or incomplete way. The evaluation questionnaire of the didactic proposal, which was applied at the end of the experience, seems to show the students’ approval regarding the used methodology, showing that the presented material and the developed and utilized methodology were fundamental for the students’ good performance in the project and for the promoted meaningful learning.

Keywords: Atronomy, Physics teaching; Science teaching; first years of the elementary education; course of normal shaping; meaningful learning.

50 Deivi de Oliveira Scarpari
Física dos Biodigestores: Contextualizando o Ensino de Física para Alunos do Curso Técnico Agrícola
23/11/2009
Orientação: Dra. Sandra Denise Prado e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Fernando Kokubun (FURG), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (IF/UFRGS), Dr. Rubem Erichsen Junior (IF/UFRGS), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

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RESUMO

A presente dissertação, vinculada ao Mestrado Profissional em Ensino de Física, tem como objetivo verificar a possibilidade de desenvolver um ensino de Física contextualizado para alunos que cursam o Ensino Médio concomitante ao curso Técnico Agrícola do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Catarinense (IFC) campus Sombrio, a fim de possibilitar uma melhor compreensão do mundo, conforme sugestão dos PCNs. As Orientações Curriculares para o Ensino Médio (2006, p. 49) predizem que cabe ao professor identificar meios de fazer emergir os conhecimentos que os alunos mobilizam para responder a determinadas situações. Tal situação pode consistir, por exemplo, na aprendizagem de determinados conteúdos de Física. Esta dissertação apresenta como referencial teórico a corrente pedagógica sociointeracionista de Vigotski. Nessa concepção, as interações sociais desempenham papel decisivo e determinante para o processo ensinoaprendizagem. A metodologia utilizada para implementação e contextualização da proposta foi a denominada ilhas de racionalidade. mensuráveis associadas aos conteúdos programáticos de Hidrostática, Calorimetria e Gases, a partir da confecção e funcionamento de um Biodigestor. O estudo foi desenvolvido no campus Sombrio e direcionado ao 2º ano do Ensino Médio. Como apoio à proposta, foi elaborado um material didático cuja finalidade é servir de suporte às aulas de Física. Foram 13 encontros que consistiram na contextualização do tema, elaboração de clichês, panorama espontâneo, abertura das caixas pretas, visita a uma propriedade rural na qual há um biodigestor implantado e síntese final da ilha de racionalidade produzida.

ABSTRACT

This dissertation, linked to the Professional Masters in Physics Teaching, examines the possibility of developing a contextualized teaching method for Physics students enrolled in a Secondary School and in the Agricultural Technical Course within the Federal Institute of Education, Science and Technology Catarinense (IFC) at Sombrio Campus. This new syllabus should make possible for students to have a better understanding of the world, in line with the recommendations of the National Curriculum Directives. The Directives for Secondary Education (2006, p. 49) asserts that it is up to teachers to find means to bring about the knowledge that students will need when responding to specific situations, such as the learning of certain Physics concepts. The conceptual framework used to ground this dissertation is Vygotsky’s sociointeractionist perspective. According to this perspective, social interactions play a primary and fundamental role in the teaching-learning process. The methodology used to implement and contextualize the research project was the socalled islands of rationality. The project aims to teach physical concepts, equations and quantities that can be measured, in association with the syllabus of Hydrostatic, Calorimetry and Gases, based on the building and operating of a Biodigester. The research was developed in Campus Sombrio and aimed at students in grade eleven. Instructive material was especially prepared to be used as a means to support Physics classes. There were thirteen meetings that consisted of contextualization of the theme, elaboration of clichés, spontaneous panorama, opening of black boxes, fieldtrip to a rural property where there is an operational Biodigester, and final synthesis of the island of rationality.

49 Lizandra Botton Marion Morini
Atividades experimentais de Física à luz da epistemologia de Laudan: ondas mecânicas no ensino médio
9/10/2009
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Fábio Saraiva da Rocha (UNIPAMPA/BAGÉ), Dra. Rita Maria Cunha de Almeida (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Nesse trabalho apresenta-se um conjunto de cinco atividades sobre ondas mecânicas, integrando experiências reais e virtuais. Associações entre a epistemologia de Laudan e o processo de aprendizagem inspiraram a concepção do material instrucional. Cada atividade começa com uma questão central interessante para os alunos, contextualizada de modo que eles consigam entendê-la, embora não sejam capazes de respondê-la apenas com seus conhecimentos prévios. Os estudantes são orientados por guias impressos que contêm questões mais simples, que os ajudam a melhorar seus modelos conceituais na direção dos modelos científicos, dando-lhes melhores condições para resolver a questão central. A ideia é promover uma mudança conceitual progressiva. As atividades foram planejadas para se opor ao empirismo-indutivismo, que conduz à falsa ideia de que as leis e as teorias científicas são provadas de forma definitiva através da observação e experimentação, resultando em conhecimento imutável e definitivo. O referencial teórico é a teoria sócio-interaccionista de Vygostky, especialmente no que diz respeito à interação em sala de aula, onde a maior parte das atividades é realizada em pequenos grupos e depois discutida no grande grupo, incluindo o professor. O material instrucional desenvolvido foi aplicado a uma turma do terceiro ano de uma escola pública brasileira de ensino médio (Escola de Ensino Médio Antônio Knabben, SC) no primeiro semestre de 2007. Essa experiência didática é relatada em detalhes nesse trabalho, sendo mostrado que houve uma melhoria estatisticamente significativa no desempenho dos alunos do grupo experimental em comparação com o desempenho do grupo de controle, cujas aulas foram as tradicionais. O produto educacional desse trabalho consiste em um conjunto de guias para os estudantes, que incluem respostas para os professores, e testes conceituais sobre ondas mecânicas.

ABSTRACT

A set of five activities about mechanical waves, integrating real and virtual experiments are presented. The instructional material design was based on associations between Laudan’s epistemology and the learning process. Each activity has as starting point an interesting central question for the students, contextualized in such a manner that they are able to understand it, although they are not able to answer it only with their previous knowledge. The students are oriented by printed guidelines that contain simple questions which help them to improve their conceptual models toward the scientific models, giving them better conditions to answer the central question. The idea is to foster a progressive conceptual change. The activities were designed to contrast with empiricism, that leads to the wrong idea that the scientific laws and theories are proved in a definitive manner through observation and experimentation, resulting in immutable and definitive knowledge. The theoretical basis is the socio-interacionist theory of Vygotsky, specially regarding the social interaction in class, where most of the activities are developed in small groups and afterwards discussed in the large group, including the teacher. The instructional material developed was applied to a group of students of a Brazilian public high school (Escola de Ensino Médio Antônio Knabben, SC) in the first semester of 2007. This didactical experiment is reported in detail in the present work and it is shown that there was a statistically significant improvement in the performance of the experimental group students when compared to the control group, submitted just to a conventional teaching method. The educational output of this work consists of a suite of guidelines for students, containing answers to teachers, and a conceptual test about mechanics waves.

48 Angela Maria Jacobus Berlitz
Conhecimento específico e pedagógico: uma integração possível na disciplina de Metodologia de Ensino de Física
8/6/2009
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (Depto. de Física/ ULBRA/ RS), Dr. Anderson A. G. A. Ribeiro (Depto. de Física/UNISINOS/ RS), Dra. Sayonara Cabral (IF/ UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF/ UFRGS), Presidente.

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resumo
Resumo
Este trabalho teve como foco melhorar a formação do professor de Física, a partir da integração entre conhecimento específico e pedagógico. Tomou-se, como fundamento, além das idéias de Vygotsky, através da interação entre aluno-aluno e aluno-professor, como forma de se adquirir conhecimento, as pesquisas realizadas por autores preocupados com a formação inicial de licenciandos. Reformulou-se a disciplina de Metodologia de Ensino de Física I, de 60h-aula, que corresponde a 20 encontros de três horas cada um, do curso de licenciatura em Física da UNISINOS-RS, tendo em vista que a sua forma de abordagem era puramente experimental. Com a reformulação, realizada no 1o semestre de 2005, os licenciandos tiveram a oportunidade de conhecer alguns resultados de pesquisa em ensino de Física e integrá-los à sua formação de professor, através da elaboração de unidades didáticas. Esta integração pôde ser verificada nas unidades didáticas elaboradas, pois, obrigatoriamente, tinham que ter suporte pedagógico através de um autor de teorias de ensino-aprendizagem (e.g., Piaget, Vygotsky, Ausubel, Freire) ou em um dos epistemológos indicados (e.g, Popper, Kuhn, Lakatos, Laudan). Os experimentos desenvolvidos, pelos licenciandos, não foram meramente ilustrativos ou demonstrativos, complementares à teoria, mas se mostraram necessários para a real compreensão dos temas pertinentes à disciplina. Para a coleta e análise de dados, também foram utilizados, como instrumento complementar, dois questionários do tipo aberto, um sobre teorias de ensino-aprendizagem e o outro sobre epistemologia. Estes questionários foram aplicados em dois momentos: na primeira e na última aula, justamente para comparar noções sobre teorias de ensino-aprendizagem e epistemologia, expressas diretamente pelos licenciandos. Observou-se a possibilidade e adequação de desenvolvimento de atividades integradoras, considerando os diferentes enfoques metodológicos e suas bases epistemológicas. As modificações realizadas na disciplina de Metodologia de Ensino de Física I, atualmente denominada Ambiente de Aprendizagem de Física I, foram resultado de um processo, em que se abandonou o modelo tradicional, adotando um outro, inovador, no qual os alunos foram motivados a integrar o conhecimento específico com o pedagógico.

Abstract
The focus of this research is to improve the development of Physics teachers by means of integration between specific and pedagogical knowledge. Besides Vygotsky‟s ideas, in which knowledge is acquired through a student-student and a student-teacher interaction, researches done by authors that are concerned about the early education of college students were also taken as groundwork. The subject “Physics Education Methodology I”, from the College of Physics – UNISINOS/RS, a 60-hour discipline taught in 20 meetings, 3 hours each, was reformulated, given its purely experimental approach. As a result of that reformulation, which was conducted in the first semester of 2005, college students had the opportunity to explore some research results in Physics Education and integrate them into their teaching formation through the development of teaching units. The integration in the developed teaching units could be verified due to their need of a pedagogical support by a Teaching/Learning Theories author (e.g., Piaget, Vygotsky, Ausubel, Freire) or by one of the selected epistemology authors (e.g., Popper, Kuhn, Lakatos, Laudan). The experiments developed by the students weren‟t only illustrative or demonstrative, complementary to the theory, they were also necessary for real understanding of the topics relevant to the subject. Two open questionnaires, one about Teaching/Learning Theories and the other about epistemology, were also used as an additional instrument for collecting and analyzing data. These questionnaires were administered in the first and in the last class, in order to compare Teaching/Learning Theories and epistemology notions directly mentioned by the students. The possibility and appropriateness of the development of integrative activities were perceived, considering the different methodological approaches and its epistemological basis. The changes made to the subject “Physics Education Methodology I”, now called “Physics Learning Environment I”, were the result of a process, in which the traditional model was abandoned and another one - more innovative where the students were motivated to integrate specific and pedagogical knowledge - was adopted.

47 Nelson Luiz Reyes Marques
Formação dos alunos do curso normal para o ensino de ciências nas séries iniciais: uma experiência em Física Térmica
1/6/2009
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dra. Solange Binotto Fagan (UNIFRA - SantaMaria/ RS), Dr. Fernando Lang da Silveira (IF/ UFRGS), Dr. Marco Aurélio Idiart (IF/ UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (IF/ UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Esta dissertação teve como objetivo desenvolver um trabalho de qualificação de alunos do curso Normal para atividades futuras de ensino de Física Térmica nas séries iniciais do Ensino Fundamental, visando suprir as lacunas existentes em sua formação. O trabalho foi composto por uma revisão teórica dos conteúdos, por experimentos aplicáveis nas séries iniciais e por textos de apoio. O referencial teórico que dá suporte a este trabalho está centrado na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e na teoria sóciointeracionista de Vygotsky. Para guiar o desenvolvimento das atividades docentes, tivemos como base também, a abordagem dos momentos pedagógicos, proposta por Delizoicov e Angotti. A proposta foi implementada na forma de um curso de extensão para alunos do Curso Normal do Colégio Municipal Pelotense e do Instituto Educacional Estadual Assis Brasil, ambos na cidade de Pelotas (RS), em seis módulos independentes. Foram realizadas três aplicações do curso sendo que nas duas primeiras, participaram 12 alunos da quarta série do Curso Normal do Colégio Municipal Pelotense em cada uma e, na terceira, participaram 14 alunos recém formados no Instituto Educacional Estadual Assis Brasil. Ao final de cada aplicação foi feita uma avaliação da proposta através de testes e entrevistas com os estudantes.

ABSTRACT

This dissertation aimed to develop a project to qualify students from teacher training courses in order to do classes about thermal physics for the initial grades from the primary schools targeting to fill in the existing gaps in their formation. The work is made up of a theoretical review of contents, by applicable experiments in the initial grades and supporting texts. The theoretical reference, which backs up the work, is focused on the significant learning theory of Ausubel and on Vygotsky's social interactionist theory. In order to guide the development of teaching activities, the approach of the pedagogical moments proposed by Delizoicov e Angotti also was used as a baseline. The proposal has been implemented in the form of a extension course, in six independent modules, was carried out for the students from the teacher training course at Colégio Municipal Pelotense and Instituto Educacional Estadual Assis Brasil, both schools in the city of Pelotas (RS). Three applications of the same course were carried out. In the first two courses 12 students from the 4th grade of the teacher training course from Colégio Municipal Pelotense took part in each one and in the third course, 14 recently graduated students from Instituto Educacional Estadual Assis Brasil participated. At the end of each course, an evaluation of the proposal was carried out using tests and interviews with the students.

46 Luciano Denardin de Oliveira
A História da Física como Elemento Facilitador na Aprendizagem da Mecânica dos Fluidos
29/5/2009
Orientação: Dr. Paulo Machado Mors
Banca examinadora: Dr. João Bernardes Rocha Filho (PUCRS), Dr. Israel Jacob Rabin Baumvol (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (IF/UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Este trabalho descreve o uso de elementos históricos como agente facilitador do aprendizado da Mecânica dos Fluidos no Nível Médio. Foi produzido um material instrucional alicerçado nas idéias da teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e Novak. Além de tópicos históricos, o texto apresenta associações com o cotidiano do aluno. Complementaram a aplicação da proposta a realização de atividades experimentais e o uso de vídeos que representam os fenômenos físicos discutidos em aula. Através da observação diária em sala de aula e da análise de questionários respondidos pelos alunos ao final de sua aplicação, pudemos verificar que a proposta alcançou seus objetivos, uma vez que os estudantes ficaram mais predispostos ao aprendizado, além de terem assumido um comportamento mais participativo e entusiasmado em aula. Também foi elaborado um roteiro de sugestões visando a orientar professores que se interessem em desenvolver futuramente a proposta.

Palavras-chave: Ensino de Física; nível médio; Mecânica dos Fluidos; História da Física; Ausubel.

ABSTRACT

We describe the use of historical elements to facilitate the learning of Fluid Mechanics in High School. We have developed an instructional material founded on the basis of the theory of meaningful learning of Ausubel and Novak. Besides the historical topics, the text explores the quotidian of the student. As a complement, experimental activities and the use of videos, representing the physical phenomena presented in class, complemented the application of the proposal. Daily observation in classroom and analysis of the questionnaires answered by the students showed us that we succeeded in stimulating the students, who demonstrated much more enthusiasm and participation. It was developed, also, a guide with suggestions to teachers interested in utilizing the material.

Keywords: Physics teaching; high school level; fluid mechanics; History of Physics; Ausubel.

45 Wilson Leandro Krummenauer
O movimento circular uniforme para alunos da EJA que trabalham no processo de produção do couro
27/4/2009
Orientação: Dra. Sayonara Salvador Cabral da Costa e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Demetrio Delizoicov Neto (UFSC), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (IF/UFRGS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (IF/UFRGS), Dra. Sayonara Salvador Cabral da Costa (PUC/RS), Presidente.

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RESUMO

A proposta aqui apresentada foi aplicada a uma turma de 40 alunos do Ensino Médio da modalidade Educação de Jovens e Adultos em uma escola privada situada na cidade de Estância Velha, RS. Os alunos desta modalidade caracterizam-se por serem alunos trabalhadores do setor coureiro e calçadista na cidade. O foco do trabalho é o ensino de Física na EJA, mais especificamente o ensino da cinemática e dinâmica do movimento circular uniforme. A escolha por este tema aconteceu a partir dos conhecimentos prévios do grupo de alunos relativos ao seu contexto profissional, formulando um tema gerador construído a partir dos conhecimentos prévios deste contexto, com o intuito de propiciar maior eficiência do processo ensino-aprendizagem. A partir de características profissionais em comum entre os alunos o tema gerador convergiu para o processo de produção do couro. Com isso, pretendemos tornar a Física significativa e relevante para o educando, uma Física viva e inserida no seu cotidiano, permitindo com que o aluno realizasse relações e analogias de situações presenciadas no seu trabalho com os conteúdos trabalhados. Tendo como fundamentação teórica as teorias de aprendizagem de David Ausubel e Joseph Novak e de Paulo Freire, buscamos desenvolver uma aprendizagem significativa de conteúdos de Física a partir de subsunçores existentes na estrutura cognitiva dos alunos, tornando o estudo do movimento circular uniforme relevante para os alunos partindo de conhecimentos prévios dos mesmos. Todo material didático trabalhado com a turma foi relacionado com o processo de produção do couro, visando tornar o material potencialmente significativo. Os mapas conceituais também foram utilizados como instrumentos de avaliação, visando analisar as relações conceituais estabelecidas na estrutura cognitiva dos alunos. Aplicamos um teste inicial objetivando averiguar os conhecimentos prévios dos alunos e constatar eventuais lacunas. Ao final da proposta aplicamos o teste final que objetivou verificar se todos os conceitos trabalhados durante a aplicação do projeto haviam sido aprendidos pelos educandos. A média geral da turma no teste final foi de 87,5% de ocorrência de respostas coerentes. Desta maneira, percebemos que o material apresentado e as relações do conteúdo com situações cotidianas foram fundamentais para o excelente desempenho dos alunos no projeto.

Palavras-chave: Ensino de Física; Movimento circular uniforme; Educação de Jovens e Adultos; Aprendizagem significativa.

ABSTRACT

The proposal presented here has been applied to a class of 40 students from high school to form the Youth and Adult Education in a private school located in the town of Estância Velha, RS. Students of this type are characterized by students and workers in the leather footwear sector in the city. The focus of the work is the teaching of physics in EJA, specifically the teaching of kinematics and dynamics of uniform circular motion. The choice of this theme happened from the previous knowledge of the group of students on their professional context, making a theme generator built from previous knowledge of the context in order to provide greater efficiency of the teaching-learning process. From professional characteristics in common between students converged for the theme for the production process of leather. With this, we intend to make significant and physics relevant to the student, a physics and inserted into living their daily lives, allowing the student to make links and similarities of situations presence in his work with the content worked. With the theoretical foundation for learning the theories of David Ausubel and Joseph Novak and Paulo Freire, we develop a meaningful learning of content in Physics from subsumers in the cognitive structure of students, making the study of uniform circular motion relevant for students from previous knowledge of them. All material worked with the class was related to the production process of leather, to make the material potentially significant. The conceptual maps were also used as instruments of assessment, aimed at examining the relations established in the conceptual structure of the students learning. Apply an objective test initial check prior knowledge of the students and see any gaps. At the end of the final proposal put to the test aimed to check whether all the concepts worked for the implementation of the project are aware of learners. The overall average in the final test group was 87.5% of the occurrence of coherent answers. Thus, we see that the material presented and the relations of the content presented with everyday situations were key to the excellent performance of students in the project.

Keywords: Teaching of Physics; uniform circular motion; education for youth and adults; meaningful learning.

44 Zilk Herzog Meurer
Ensino de Ciências na 5° Série Através de Software Educacional: O Depertar Para a Física
13/2/2009
Orientação: Dr. Maria Helena Steffani
Banca examinadora: Dra. Márcia Russmann Gallas (IF/UFRGS), Dr. Juan Bernardino Marques Barrio (Universidade Federal de Goiás), Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva (IF/UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

resumo
RESUMO

Este trabalho descreve a produção e uso de quatro objetos de aprendizagem informatizados, tipo jogos lógicos, na busca do prazer pelo aprendizado dos conceitos físicos no Ensino Fundamental. Procuramos empregar uma metodologia que promovesse uma aprendizagem significativa através de material potencialmente expressivo de acordo com o desenvolvimento cognitivo do aluno. Roteiros contendo práticas e textos de apoio foram elaborados para o desenvolvimento das atividades e os dividimos em quatro blocos temáticos – Astronomia, Atmosfera, Energia e Hidrosfera. Preparamos versões diferenciadas de textos para alunos e professores. Para os professores utilizamos um embasamento teórico de acordo com os princípios essenciais do cognitivismo e para os alunos priorizamos a contextualização com o cotidiano. Nesse trabalho empregamos, tanto para a produção dos objetos de aprendizagem informatizados quanto para a aplicação da metodologia, as teorias cognitivas de David Ausubel e Jean Piaget. A necessidade de interação e consideração dos conhecimentos prévios do aluno, fundamentais para Ausubel e Piaget, norteou nossa busca de um aprendizado significativo utilizando subsunçores, quando disponíveis, e organizadores prévios configurados em nosso trabalho pelas animações interativas. A implementação da metodologia aconteceu com uma quinta série do Ensino Fundamental do Instituto Estadual Ernesto Alves, de Rio Pardo/RS. Aplicado em forma de projeto, aplicamos um pré-teste no início de cada bloco temático, desenvolvemos a metodologia e finalizamos com um pós-teste como um dos instrumentos de avaliação posterior à nossa prática pedagógica. Os resultados obtidos através das avaliações quantitativas e qualitativas mostraram um ótimo desempenho dos alunos após a aplicação da metodologia e constatamos a forma prazerosa e a motivação em aprender a partir de material lúdico contemplado com objetos de aprendizagem informatizados, inclusive pelo relato realizado pelos próprios alunos. Os objetos educacionais informatizados Astronomia, TV Energia, Atmosfera e Hidrosfera produzidos para esse trabalho estão reunidos em um CD-Rom juntamente com quinze roteiros de atividades apropriados para a prática pedagógica com alunos do Ensino Fundamental. Animações, textos, figuras, instruções para a realização de práticas, códigos fonte dos objetos de aprendizagem informatizados e orientações para a confecção dos objetos convencionais também fazem parte do conteúdo deste CD-Rom.

ABSTRACT

This paper describes the production and use of four objects of learning systems, like games software, in the pursuit of pleasure at learning of physical concepts in elementary school. We tried using a methodology which required a significant learning though material potentially expressive according to the cognitive development of students. Itineraries containing texts and practices were developed to support the development of activities and divided into four thematic bloks – Astronomy, Atmosphere, Hydrosphere and Energy. Prepare different versions of texts for students and teachers. For teachers use a theoretical basis in accordance with the principles of cognitive and essential for students to prioritize contextualization with the daily. In this study used both for the production of objects of computerized learning how to apply the methodology, the theories of cognitive David Ausubel and Jean Piaget. The need for interaction and consideration of previous knowledge of the student, fundamental to Ausubel and Piaget, guided our quest for a meaningful learning using subsunçores, when available, and organizers set in our previous work by interactive animations. The implementation of methodology happened to a fifth grade of Elementar School of the Instituto Estadual Ernesto Alves, from Rio Pardo/RS. Applied-shaped design, use a pre-test at the beginning of each block thematic developed the methodology and finish a post-test as one of the instruments of further evaluation of our educational practice. The results showed an excellent performance of students after the implementation of methodology and found a way pleasurable and motivation in learning from playful covered with material objects of learning systems, including the reporting done by the students themselves. The objects Astronomy educational systems, TV Energy, Atmosphere and Hydrosphere produced for this work are gathered in a CD-ROM along with fifteen tours of activities suitable for teaching practice with students of elementary school. Animations, text, pictures, instructions for the implementation of practices, source code for the objects of learning systems and guidelines for manufacture of conventional objects are also part of the contents of this CD-ROM.

43 Carla Simone Facchinello
Uma alternativa para o ensino de Dinâmica a partir da resolução qualitativa de problemas
3/12/2008
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Célia Maria Soares Gomes de Sousa (UNB), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (IF/UFRGS), Dra. Rita Otero (FCE/UNICENT/Tandil, Argentina), Dr. Marco Antonio Moreira (IF/UFRGS), Presidente.

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Este trabalho é um estudo sobre o processo do desenvolvimento cognitivo, através da resolução qualitativa de problemas, à luz da teoria dos campos conceituais de Gèrard Vergnaud. É proposto o uso da linguagem verbal como instrumento de detecção e explicitação de invariantes operatórios que, inicialmente, poderão não ser verdadeiros conceitos e teoremas científicos, mas, através da intervenção do professor, poderão evoluir para tal. A proposta é fundamentada em diversos trabalhos sobre a resolução de problemas e pela teoria dos campos conceituais, avaliada como instrumento no processo de aprendizagem sendo validada a partir dos resultados da intervenção didática com alunos da 1ª série do Ensino Médio em aulas de Física e seus resultados são apresentados.

Palavras-chave: resolução qualitativa de problemas; campos conceituais; linguagem verbal.

ABSTRACT

This work is a study about the cognitive development process through qualitative problem solving, under the light of Gérard Vernaud's conceptual fields theory. It proposes the use of verbal language as an instrument for detection and explicitation of operational invariants that, initially, may not be scientifically accepted but that through the teacher's mediation might evolve to scientific concepts and theorems. The proposal is based on previous studies on problem solving and the conceptual fields theory, which was taken as theoretical framework for the learning process and validated by the research findings of a didactical intervention with first year high school students in physics classes.

Keywords: qualitative prblems solving; conceptual fields; verbal language.

42 Sabrina Maria Soares
Um curso de Mecânica Quântica para professores de Física do Ensino Médio
3/12/2008
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Silvia Stipcich (FCE/UNICEN/Tandil/Argentina), Dra. Iramaia Cabral de Paulo (UFMT), Dra. Victória Elnecave Herscovitz (IF - UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (IF - UFRGS), Presidente.

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RESUMO

No Ensino Médio a maioria dos professores de Física se prende aos conteúdos de Mecânica Clássica. Preferem aprofundar assuntos como cinemática e plano inclinado do que discutir um pouco de Física Moderna. Entretanto, os avanços tecnológicos estão fundamentados em conceitos da Física Moderna, como por exemplo, a evolução da computação quântica, transmissão e processamento de dados, todos os tipos de sensores utilizados hoje em dia. Isto torna com certeza este assunto motivador e de interesse dos alunos no Ensino Médio, além de importante para sua formação. Por isso, é relevante que se discuta com alunos da educação básica tópicos mais importantes da Física Moderna, entre eles a Mecânica Quântica. Nosso trabalho apresentará um curso sobre este assunto com a finalidade de dar suporte aos professores para tal discussão. Muitas vezes a Mecânica Quântica não é abordada porque os professores não têm conhecimento suficiente, sentem-se inseguros para desenvolver o assunto, devido ao fato de em algumas licenciaturas este tópico de Física Moderna ser pouco trabalhado ou à falta de materiais didáticos disponíveis. Assim sendo, este curso tem como objetivo fornecer uma base teórica aos professores sobre conceitos de Mecânica Quântica, além de uma proposta pedagógica e metodológica para trabalhar o tema no Ensino Médio. Foram elaborados textos de apoio ao professor, incluindo simulações e modelagens, que possibilitam a participação do professor como aluno, de forma a tornar mais eficiente o processo de ensino-aprendizagem e permitir a transposição didática. Durante as discussões sobre os conceitos de Mecânica Quântica serão sugeridas formas de se tratar o assunto no Ensino Médio. Na proposta metodológica procurou-se contextualizar o assunto, de forma potencialmente significativa, despertando o interesse do professor-aluno para tratar o assunto no nível Médio.

ABSTRACT

At secondary school level most physics teachers bind to the content of classical mechanics. They prefer to deepen in subjects such as kinematics and sloping ramps rather than discussing a little of modern physics. However, technological advances such as the evolution of quantum computation, transmission and processing of data, and all kinds of sensors used nowadays are founded on concepts of modern physics. This fact makes this subject motivating and of interest to secondary school student. Because of that, it is relevant that we discuss with basic education students important topics of modern physics, among them, quantum mechanics. This study presents a course on the subject aiming at providing support to physics teachers on such topic. Many times quantum mechanics is not approached because teachers do not know enough about it; they feel insecure to teach this subject, even if only conceptually, due to the fact that in many teacher preparation courses modern physics is worked little, either that or there is a shortage of didactic materials. So, the objective of the course was to provide a theoretical basis to teachers on quantum mechanics, besides a pedagogical and methodological proposal to work on this subject at the secondary level. We prepared texts to serve as support to teachers. Simulations and modeling were used to enable the participation of teachers as students in such a way to make the process of teaching-learning more efficient and allow for didactic transposition. During the discussions about the concepts of quantum mechanics, suggestions on ways of working with it in the secondary level were made. In the methodological proposal we tried to contextualize the subject in a potentially meaningful way, awakening the interest of the student-teacher to deal with it at high school level.

41 Juleane Boeira Michelena
Física térmica: uma Abordagem Histórica e Experimental
24/11/2008
Orientação: Dr. Paulo Machado Mors
Banca examinadora: Dr. Bernardo Liberman (Universidade Luterana do Brasil), Dr. Joacir Thadeu Nascimento Medeiros (IF/UFRGS), Dra. Victoria Elnecave Herscovitz (MPEF/IF-UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (IF/UFRGS), Presidente.

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Em nossas escolas de ensino médio a Física é, freqüentemente, apresentada aos alunos como algo fragmentado, descontextualizado, sem relação com a vida do aluno, e como um conhecimento pronto e acabado. Desenvolvemos um material didático fundamentado nas teorias de aprendizagem significativa, de David Ausubel, e da interação social, de Lev Vygotsky, como sugestão de alternativa para esta situação. Este material é sobre Física Térmica, e possui uma abordagem histórica e experimental desta área da Física. O material desenvolvido é constituído de seis módulos, sendo que em todos os módulos se faz a abordagem histórica do conteúdo. Para cada conceito trabalhado são propostas atividades experimentais com material de baixo custo, numa tentativa de minimizar os efeitos da pobreza material da maioria das escolas no que diz respeito a seus laboratórios. Ao final de cada módulo são propostos exercícios conceituais. O material foi desenvolvido de modo a estimular discussões entre os alunos e com o professor, promovendo a interação social e a troca de experiências na construção do conhecimento. Este projeto foi aplicado de março a agosto de 2008, em uma escola estadual de Porto Alegre.

Palavras-chave: Enisno de Física; nível médio; Física térmica; História da Física; experimentação; Ausubel; Vygotsky.

ABSTRACT

It is frequent, in our high school teaching, to introduce Physics to the students in a fragmented and out-of-context manner, with no relation to the student's daily life and as a final and complete knowledge. We have developed an instruction material founded on the basis of the theories of significant learning, of David Ausubel, and of social interaction, of Lev Vygotsky, as an alternative proposal to this situation. The material is on Thermal Physics, and presents a historical and experimental approach to this area of Physics. The developed material has six sections, and in all of the sections a historical approach of the contents is done. For each topic some experimental activities are proposed, with low cost material, in an attempt to minimize the lack of laboratory facilities of most of our schools. Conceptual exercises are proposed at the end of each section. The material was developed in order to stimulate discussions among the students and with the teacher, aiming the social interaction and the share of experiences in the construction of knowledge. This project was applied from March to August 2008, in a public school of Porto Alegre.

Keywords: Physics teaching; High school level; thermal Physics; History of Physics; Experimentation; Ausubel; Vygostsky.

40 Luciano Lewandoski Alvarenga
Introdução à Física Moderna no Ensino Médio através da Discussão do Dualismo Onda-Partícula
30/10/2008
Orientação: Dr. Silvio Luiz Souza Cunha
Banca examinadora: Dr. Joecir Palandi (DF/UFSM), Dr. Sérgio Ribeiro Teixeira (IF/UFRGS), Dra. Maria de Fátima de Oliveira Saraiva (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (IF/UFRGS), Presidente.

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Este trabalho relata a experiência obtida com alunos de ensino médio de um curso de caráter extracurricular onde foram tratados temas tais como: Efeito Fotoelétrico, Efeito Compton, Radiação do Corpo Negro, Difração e Interferência de Ondas, Princípio da Incerteza e a Interpretação do Experimento da Fenda Dupla com Fótons e Elétrons, tendo como objetivo principal da proposta introduzir alguns conceitos fundamentais de Física Moderna, especialmente os princípios básicos da Mecânica Quântica, a partir da discussão do dualismo onda-partícula. Estes tópicos foram, em primeiro lugar, apresentados e discutidos com os alunos em sala de aula e depois, trabalhados no laboratório de informática, onde utilizou-se simuladores e programas de computador para auxiliar no processo de aprendizagem. A proposta foi aplicada nos 2os anos do ensino médio do curso de informática e eletrônica da Escola Técnica Santo Inácio, situada na periferia da cidade de Porto Alegre. O trabalho foi embasado na Teoria de Aprendizagem Significante de Rogers e na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel. Para a avaliação do processo foram aplicados um pré-teste e um pós-teste, de mesmo teor, e solicitado um depoimento escrito sobre o interesse dos alunos nos tópicos abordados. O curso serviu de laboratório para a produção de um hipertexto, gravado em CDROM e disponibilizado na rede mundial de computadores, que poderá ser utilizado em cursos de ensino médio com o objetivo de introduzir Tópicos de Física Moderna, auxiliando professores e alunos no processo ensino-aprendizagem.

ABSTRACT

This paper reports the experience obtained with high school students in extracurricular activities where the folowing issues of Modern Physics topics were considered: photoelectric effect, compton effect, blackbody radiation, diffraction and interference of waves, the uncertainty principle and the interpretation of the double slit experiment with Photons and Electrons. Tthe main objective of the proposal was to introduce some fundamental concepts of Modern Physics, especially the basic principles of Quantum Mechanics, from the the discussion of wave-particle duality. These topics were first presented and discussed with students in the classroom and then worked in the computer laboratory, where simulators and computer programs were used to assist in the learning process. The proposal was implemented in the classes from the second year of Computer and Eletronics Courses of the Santo Inácio Technical School, located in Porto Alegre city. The study was based on the Theory of Significant Learning of Rogers and the Theory of Meaningful Learning of Ausubel. A pre-test and a post-test with the same content have been implemented for the evaluation of the learning process, as well as a written testimonial on the students' interests in the worked topics. The course served as a laboratory for the production of a hypertext, recorded on CD-ROM, which can be used as support material to assist teachers and students in the teaching-learning process.

39 César Augusto Steffens
Um olhar sobre medidas em Física
20/10/2008
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Fernado Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Alberto Gaspar (Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho), Dra. Fernanda Ostermann (IF/UFRGS), Dr. Jonder Morais (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Presidente.

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Neste trabalho apresentamos um conjunto de atividades envolvendo o processo da medição em Física para alunos de Ensino Médio. As atividades envolvem medidas manuais, exercícios sobre ordens de grandeza, notação científica, algarismos significativos e erros, bem como simulações, vídeos, manuseio de sensores, uma introdução ao estudo de circuitos elétricos e à aquisição automática de dados, além da investigação das relações entre grandezas físicas observadas em um mesmo fenômeno físico e noções sobre o ajuste de funções a dados experimentais. O material instrucional impresso com tarefas e desafios orienta o trabalho dos alunos em pequenos grupos (dois ou três alunos / grupo). A idéia é dar-lhes a oportunidade de construir o seu conhecimento sobre a medição de grandezas em Física, através da testagem e exploração de materiais a eles fornecidos, sempre socializando as suas descobertas e conclusões, realizadas nos pequenos grupos e complementadas em discussões envolvendo a todos os alunos, envolvendo ou não o professor. O referencial teórico para o desenvolvimento deste trabalho é a teoria sócio-interacionista de Vygotsky, na qual o desenvolvimento cognitivo de um indivíduo necessita ter como referência o seu contexto social, histórico e cultural, seus signos e instrumentos, tendo a sua origem nos processos sociais. As atividades propostas foram aplicadas e implementadas em situações de sala de aula, em dois grupos de alunos de Ensino Médio numa escola pública de Ensino Fundamental e Médio (“Colégio de Aplicação da UFRGS”), numa disciplina eletiva do Enriquecimento Curricular, intitulada “Que medida é esta?”. As atividades e seus guias foram testados em um grupo de alunos no segundo semestre de 2007. Algumas modificações foram feitas para melhorá-las e outro grupo de estudantes as testou no primeiro semestre de 2008. Estes dois experimentos didáticos são descritos em detalhes no presente trabalho. O produto educacional deste trabalho consiste de um texto de apoio ao professor de Física, de um teste conceitual sobre a medição de grandezas em Física e de treze de guias de atividades para realização destas atividades para alunos de nível médio.

Palavras-chave: Ensino de Física; Ensino Médio; Grandezas Físicas; Medição de Grandezas; Teoria Sócio-interacionista; Aquisição automática de dados; Funções de ajuste.

ABSTRACT

In this work we present a set of activities involving the measurement process in Physics for high school students. The activities include manual measurements, exercises about order of magnitude and scientific notation, significant figures and errors, as well as simulations, videos, handling of sensors, an introduction to the study of electric circuits and to automatic acquisition of data, an investigation of the relation between physical magnitudes observed in the same physical phenomenon and rudiments about functions adjustment to a experimental datas. Printed instructional material with tasks and challenges guides the work of the students in small groups (two or three students/group). The idea is to give them the opportunity to build their knowledge about measurement of magnitudes in Physics by testing and exploring the materials provided to them, always socializing the discoveries and conclusions achieved in the small groups and completed in discussions among all the students, involving or not the teachers. The theoretical basis for the development of this work is the socio-interacionist theory of Vygotsky, in which the cognitive development of the individual necessarily depends on the social, historical and cultural contexts, their signs and instruments, having their origin in social processes. The activities proposed were implemented in classroom situations, for two groups of high school students in a public high school (“Colégio de Aplicação da UFRGS”), in an elective course of Curriculum Enrichment, entitle “What is this measure?”. The activities and their guidelines were tested in a group of students in the second semester of 2007. Some modifications were done to improve them and another group of students tested them in the first semester of 2008. Both didactical experiments are reported in detail in the present work. The educational output of this work consists of one instructional text for high school teachers, a conceptual test about measurement of magnitudes in Physics and thirteen guidelines for those activities for high school students.

Keywords: Physics teaching; High School; Physical Magnitudes; Measurement process; Socio-interacionist theory; Automatic aquisition of data; Functions ajustment.

38 Jader da Silva Neto
A Física Moderna no Processo de Formação de Técnicos na Área de Radiologia Médica
10/9/2008
Orientação: Dra. Sandra Denise Prado e Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. Fernando Pilotto (Fundação Saint Pastour), Dr. Trieste Ricci (IF-UFRGS), Dra. Ana Maria Xavier (Representante da CNEN na UFRGS), Dra. Sandra Denise Prado (IF-UFRGS), Presidente.

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Nesta dissertação apresentamos o relato de uma proposta de inovação na abordagem da Física para o Curso Técnico em Radiologia Médica – Radiodiagnóstico, do Colégio Cenecista São Roque, localizado em Bento Gonçalves/RS. Motivados pela carência de trabalhos direcionados ao ensino técnico e pela necessidade em tratar a Física Moderna de modo mais conceitual, nos propusemos a elaborar uma página na internet como instrumento de apoio à disciplina de Proteção Radiológica. Considerando como marco teórico a teoria sócio-interacionista de Lev Semenovich Vygotsky e visando uma maior conscientização dos alunos quanto aos efeitos biológicos das radiações, adotamos como conceito central a dualidade onda-partícula. Tal referencial teórico considera como elemento fundamental para a aprendizagem a interação em sala de aula e dessa forma procuramos direcionar nossas aulas de modo a incentivar o debate. Os materiais didáticos desenvolvidos e adaptados para nossa prática constam de roteiros exploratórios, simulações computacionais de fenômenos físicos e leitura de textos de divulgação científica. Utilizando como ferramenta simuladores Java Applets disponíveis na internet, foram explorados os efeitos fotoelétrico e Compton. Através de um software educacional, desenvolvido no Instituto de Física, que simula o interferômetro de Mach-Zehnder abordamos o caráter dual das radiações. Este modo de abordar a Física despertou o interesse dos alunos levando-os a participar mais das aulas e a fazerem relações dos conteúdos estudados em sala de aula com os fenômenos físicos que regem o radiodiagnóstico.

Palavras-chave: Ensino de Física. Educação Profissional. Dualidade onda-partícula

ABSTRACT

In this dissertation we report an innovative approach in teaching Concepts of Quantum Physics to a technical level course in Medical Radiology, namely Radiodiagnostic at Colégio Cenecista São Roque in Bento Gonçalves/RS. The main reasons for this work are twofold: first, there is a small number of papers in the literature concerned to technical teaching and even less in this field specifically. Second, the students are required to get some conceptual understanding of Quantum Physics - an abstract subject most of them has never heard before. We have chosen the wave-particle duality as a central concept to introduce Quantum Physics given that analogies with classical wave mechanics could be more easily recovered. The dual character of electromagnetic radiation and the probabilistic nature of Quantum Physics were then emphasized since these concepts are fundamental for a better understanding of biological effects of radiation. It is also important to clarify Physics is part of our everyday and that even many of the norms that will rule their professional lives are based on the actual scientific knowledge. We believe better prepared technicians will be professionals more conscious of the importance of their own role in society. Working within Lev Semenovich Vygotsky framework we have fomented and motivated the learning through interaction among students in the classroom and through the debate among them. We have also elaborated a homepage during the semester as a support tool to the discipline of Radiological Protection. Texts, interesting links, related news from newspaper have been continuously added as the students were suggesting or asking for. Besides the homepage, we have elaborated specific didactic material like exploratory scripts to guide the students through virtual simulations as for the Wave-particle duality in the Virtual Mach-Zehnder Interferometer and for the Photoelectric Effect. The students in general showed themselves very receptive to the innovations since they could be more active during the classes. Their final comments are interesting and they can give hints where this approach can be still improved and what they like it most.

Keywords: Physics Teaching. Professional Education. Wave-particle duality.

37 Sônia Elisa Marchi Gonzatti
Um curso introdutório à astronomia para a formação inicial de professores de ensino fundamental, em nível médio
8/9/2008
Orientação: Dr. Trieste Freire Ricci e Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva
Banca examinadora: Dr. Antônio Kanaan (UFSC/SC), Dr. Fabrício Ferrari (Unipampa/RS), Dra. Maria Helena Steffani (IF-UFRGS), Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva (IF-UFRGS), Presidente.

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Nosso trabalho consiste no desenvolvimento e aplicação de um curso de astronomia como parte de um curso de formação de professores de séries iniciais, em nível médio. Nosso foco principal é a abordagem de conceitos e fenômenos relacionados à Terra como corpo cósmico (forma, campo gravitacional, movimentos e fenômenos astronômicos simples). Estudos indicam que há uma conexão entre os modelos mentais dos estudantes quanto à forma da Terra e sua gravidade e que estes conceitos, por sua vez, estão conectados às explicações dadas para outros fenômenos astronômicos. Esses resultados indicam a necessidade de abordar os conceitos envolvidos de forma integrada nos currículos. No contexto da formação de professores, o estudo de temas de astronomia é especialmente relevante pelo fato de serem temas potencialmente interdisciplinares, podendo ser inseridos nos conteúdos de física, química, biologia e matemática. Além disso, a astronomia é um tema especialmente adequado para melhorar o pensamento didático dos professores. Também há a necessidade de superar a considerável diferença entre a compreensão conceitual demonstrada por professores e o modelo científico da Terra e do Universo, tarefa que compete a todos os envolvidos com a formação de professores. Outros estudos que embasaram nossa proposta revelaram que estratégias de ensino-aprendizagem de cunho construtivista são apropriadas à superação desse distanciamento. Nesse contexto, desenvolvemos unidades didáticas, organizadas numa perspectiva históricoconstrutivista, que auxiliem os futuros professores na construção de um modelo da Terra consistente com a visão científica. Elaboramos textos de apoio e guias de atividades relacionados à Terra e aos principais fenômenos decorrentes de suas interações com outros astros. Simulações, explicitação e debate de idéias e atividades práticas são algumas das estratégias de trabalho que propomos para a construção e/ou reformulação de significados durante a aplicação de nosso trabalho. Ao final do trabalho, e através de diferentes formas de avaliação, constatamos que houve uma evolução conceitual significativa por parte dos estudantes quanto aos conceitos abordados, indicando que a abordagem e as estratégias adotadas colaboraram, em alguma medida, na construção de um modelo de Terra cósmica que se aproxima da visão cientificamente aceita.

ABSTRACT

The present work consists in the development and application of a secondary school astronomy course designed to be part of the elementary grade teacher's formation curriculum. Our main focus is the approach of concepts and phenomena connected with the Earth as heavenly body (shape, gravitational field, movements and simple astronomic phenomena). Studies indicate that there is a connection between student’s mental models about the Earth’s shape and its gravity and that these concepts, in his turn, are connected to the explanations given to other astronomic phenomena. These results point to the need to broach the concepts involved in an integrated manner in the curricula. In the teacher’s formation context, the study of astronomy subjects is very relevant for their interdisciplinary character that allows them to be inserted in the programme either of Physics, Chemistry, Mathematics or Natural Sciences. On the other hand, Astronomy is a subject especially appropriate to improve the teacher’s didactic thought. There is also the need to overcome the considerable difference between the conceptual comprehension demonstrated by teachers and the Earth and Universe scientific model, task that is responsibility of all the involved with teacher’s formation. Other studies that based our proposal reveal that teaching-learning strategies of constructivistic nature are appropriate to surpass this distance. In this context, we developed didactics unities, organized in a historical-constructivist perspective, able to help future teachers in the construction of an Earth model solid with the scientific vision. We prepared support texts and activities guides related to the Earth and to the main phenomena resulting from its interactions with another celestial bodies. Simulations, explicit explanations and ideas discussions and practical activities are some of the work strategies that we proposed to the construction and/or reform of meanings during the application of our work. At the end of the work, and through different evaluations ways, we established that there was a significant conceptual evolution among the students with reference to the broached concepts, indicating that the approach and the strategies used, in some measure, helped in the construction of a cosmic Earth model that is close to the scientifically accepted vision.

36 Carla Beatriz Spohr
O tema da supercondutividade no nível médio: desenvolvimento de material hipermídia fundamentado em epistemologias contemporâneas
27/6/2008
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Paulo Pureur Neto.
Banca examinadora: Dr. Gilberto Fraga (IF-UFRGS), Dr. Fábio Teixeira Dias (UFPel), Dra. Sayonara Salvador Cabral dos Santos (PUC), Dra. Fernanda Ostermann (IF-UFRGS), Presidente.

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Neste trabalho descrevemos a concepção e o desenvolvimento de uma página na Internet sobre o tema da supercondutividade, bem como o uso e avaliação da página como instrumento de ensino em uma turma de terceiro ano do Ensino Médio do Colégio Frederico Jorge Logemann em Horizontina/RS. Para esse desenvolvimento, foram necessários alguns recursos de hipermídia e a página representa o produto educacional da dissertação. A implementação do tema deu-se à luz de epistemologias contemporâneas que problematizam visões ingênuas sobre a natureza da ciência. Para tanto, destacam-se as epistemologias de Popper (1993), Kuhn (1978), Lakatos (1989) e Laudan (1977) devido à sua relevância no ensino de física, com ênfase na principal convergência existente entre essas visões de ciência: a oposição ao empirismo-indutivismo. Como referencial teórico psicológico, utilizamos a psicologia sócio-histórica de Vygotsky para uma maior compreensão do processo ensino-aprendizagem envolvido no presente projeto. Avaliamos a implementação do projeto a partir de instrumentos que tornaram evidentes a aprendizagem significativa dos alunos sobre o tema. A metodologia utilizada durante as aulas, em que o assunto foi abordado, foi basicamente pautada na utilização da página desenvolvida para essa finalidade, bem como na realização de atividades experimentais, por parte dos alunos, para que pudessem visualizar a parte prática envolvida na montagem do experimento e os resultados encontrados. A partir das animações disponíveis no material didático, a idéia foi promover compreensão do fenômeno e suas conseqüências. A página elaborada e fundamentada em epistemologias contemporâneas mostrou-se um material didático capaz de envolver o estudante em discussões relevantes sobre as propriedades dos materiais supercondutores, suas aplicações, bem como sobre o aspecto epistemológico abordado, percebidos através das opiniões emitidas pelos alunos durante as aulas, pelo interesse demonstrado no decorrer do processo e pelo seu desempenho em testes de conhecimento.

Palavras-chave: supercondutividade, epistemologia, Ensino Médio.

ABSTRACT

In this work we describe the conception and development of a webpage about superconductivity, as well as its implementation in a third high school grade of Frederico Jorge Logemann school., in Horizontina/RS. In order to make this development were needed some hypermedia resources and the webpage represents the educational product of this dissertation. The implementation of the theme is the result of contemporary epistemologies that question naive views about the nature of science. Thus, we consider the epistemologies of Popper (1993), Kuhn (1978), Lakatos (1978) and Laudan (1977) because of their relevance in Physics teachings, emphasizing the principal convergence that exists among these theories: the opposition to the empiricism-inductive theory. As a theoretical psychological framework, we used the social-historical psychology of Vygotsky to a better comprehension of the learning-teaching process involved in this work. We have evaluated the implementation of the project from instruments that make evident the students’ meaningful learning about the theme. The metodology used during the classes, which approached the subject, was based, basically, on the utilization of the webpage developed to this end, as well as on the achievement of experimental activities, by the students, in order to see the practical part involved in the experiment assembling and the results that were found in it. From the animations that were available in the didactic materials, the idea was to promote the comprehension of the phenomenon and its consequences. The webpage that was made and based on the contemporary epistemologies appeared unveiled a didactic material that is able to involve the student in relevant discussions about the properties of the superconductor materials, their applications, as well as about the epistemological aspect that was approached, all this data was realized throw the students’ oppinion during the classes, by their interest showed during the process and by their performance in knowledge tests.

Keywords: superconductivity; epistemology; High School.

35 Paulo Ricardo Alcântara Goulart
Eletrônica e Cidadania: uma abordagem CTS para o Ensino Médio
25/4/2008
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira e Dra. Flavia Maria Teixeira dos Santos
Banca examinadora: Dra. Sayonara Salvador Cabral da Costa (IF-PUC), Dr. Agostinho Serrano (IF-ULBRA), Dr. Gilberto Lima Thomas (IF-UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (IF-UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

O presente estudo relata o planejamento e a implementação de uma Unidade Temática aplicada no Ensino de Física em uma turma do Ensino Médio do Centro Federal de Educação Tecnológica de Pelotas - CEFET-RS. Metodologicamente esse estudo está inserido na abordagem Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) e nos chamados momentos pedagógicos (DELIZOICOV; ANGOTTI, 1991). A abordagem CTS tem se revelado um importante referencial na disseminação de conhecimentos científicos na sociedade e defende que todos os cidadãos têm iguais direitos na tomada de decisão envolvendo assuntos relacionados à Ciência e Tecnologia. A implementação da Unidade Temática foi baseada nos momentos pedagógicos: Problematização inicial, Organização do conhecimento e Aplicação do conhecimento. A temática “Cercas Energizadas” foi escolhida considerando-se os pressupostos da abordagem CTS e a necessidade de discutir a problemática associada ao projeto e instalação de cercas elétricas no município de Pelotas. Na implementação do trabalho, problematiza-se situações, fenômenos (ou temas) que tenham significado para os estudantes. Na organização do conhecimento, parte-se do fenômeno, chega-se aos conceitos estruturantes e depois aos conceitos específicos. Na aplicação do conhecimento, os conceitos específicos encontram uso na situação original e são extrapolados para outras situações. O material instrucional elaborado é constituído por uma cerca elétrica didática, um texto didático, atividades, guias de experimentos com vídeos, animações interativas e atividades-extra visando um aprofundamento no tema. Neste trabalho verificou-se que os alunos apóiam a inserção de temas sociais vinculados a aulas de Física e concordam que as decisões sobre assuntos vinculados à Ciência e Tecnologia devem ser amplamente debatidos na sociedade. A análise dos dados mostrou que grande parte dos alunos alterou suas concepções a respeito das interações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade. Ao mesmo tempo, praticamente todos os alunos demonstraram uma melhora no rendimento relacionada às explicações sobre o princípio de funcionamento das cercas elétricas e interpretações sobre as leis e normas que regulamentam o assunto. A aprendizagem verificada e a receptividade dos alunos ao interagir com o conjunto de animações interativas desenvolvidas especialmente para este trabalho, e com os Guias de Experimentos, fazem destes dois recursos importantes alternativas para serem desenvolvidas, pesquisadas e implementadas no Ensino de Física.

ABSTRACT

This study reports the planning and the implementation of a physics teaching’s thematic unit with a secondary level class of the Federal Center of Technological Education of Pelotas – CEFET-RS. The study uses a methodology based on the principles of Science, Technology and Society (STS) and in pedagogical moments (DELIZOICOV; ANGOTTI, 1991). The STS approach has revealed itself as an important reference in the spread of scientific knowledge in society and argues that all citizens have equal rights in decision making involving issues related to science and technology. The implementation of the unit was based on the following pedagogical moments: initial problematization, knowledge organization, and knowledge application. The theme “energized fences” was chosen considering the assumptions of STS approach and the need to discuss the matters associated to the project and installation of electric fences in the city of Pelotas. In the implementation of the study, situations, phenomena (or themes) which have meaning to the students are problematized. In the organization of the knowledge, we set off from the phenomena, come to the structuring concepts, and then to the specific concepts. In the application of the knowledge, the specific concepts find use in the original situation and are extended to other structures. The instructional material designed is constituted by a didactic electric fence, a didactic text, activities, experiment guides with videos, interactive animations, and extra activities, aiming at theme deepeny the discourse of the theme. In this study, we observed that the students support the insertion of social themes linked to physics classes and agree that decisions on issues associated to science and technology should be broadly discussed in society. The data analysis showed that a great part of the students changed their conceptions concerning interactions between science, technology and society. At the same time, almost all students showed improvement in their performances related to the explanations about the functioning principle of electric fences and to the interpretations about the laws and norms which regulate the matter. The obtained learning and the receptivity of the students as they interacted with the set of interactive animations specially designed for the study and with the experiment guides, make, in the author’s view, of these two resources important alternatives to be developed, researched and implemented in physics teaching.

34 Carmes Ana da Rosa Batistella
Atividades de ótica exploradas no ensino médio através de reflexões epistemológicas com o emprego do V de Gowin
24/1/2008
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira
Banca examinadora: Dr. Francisco Catelli (UCS-RS), Dr. Rubem Erichsen Junior (IF-UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (IF-UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (IF-UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

A Física tem uma maneira própria de olhar a natureza e de estudar seus fenômenos. Por essa razão, o ensino-aprendizagem de Física não pode estar centrado na transmissão de informações, mas sim na construção do conhecimento em um contexto amplo que envolva conteúdos, novas metodologias e novos instrumentos adequados à realidade da escola, que venham a contribuir para uma aprendizagem significativa. Dentro dessa concepção, apresenta-se uma proposta de ensino de ótica, com ênfase no estudo através de módulos didáticos. Para tal, foram elaboradas atividades didáticas incluindo simulações de eventos com o uso de novas tecnologias e, também, em laboratório convencional, exploradas em uma visão construtivista fundamentada nas teorias de Vygotsky e de Ausubel. No desenvolvimento dessas atividades procurou-se propiciar o compartilhamento de significados através de diagramas fundamentados no V de Gowin, na busca de uma aprendizagem significativa. A composição dos módulos didáticos apresenta uma motivação inicial através de exposição oral questionada, com o objetivo de despertar no aluno seus conhecimentos prévios. Em cada um dos módulos didáticos são sugeridas uma ou mais atividades a serem trabalhadas em grupos de 3 a 4 alunos, constando de experimento virtual (applets, simulações) ou real, acompanhado de guia simplificado. Essa dinâmica de trabalho gerou uma maior interação social entre os alunos; ao professor, coube o papel de mediador da atividade. Paralelamente a cada atividade, cada grupo de alunos construiu um diagrama V, que era apresentado à turma posteriormente, com o objetivo de promover discussões. A aplicação da proposta foi realizada no quarto bimestre letivo do ano de 2006, em uma turma de terceira série de Ensino Médio, noturna, da Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul, em Lagoa Vermelha, RS. O material instrucional elaborado, na forma de página da Web, contém as atividades propostas nos módulos didáticos e também os correspondentes diagramas V a serem construídos pelos alunos. Também são incluídos na página da Web, como links, um material de apoio, com os conteúdos desenvolvidos nos vários módulos, e uma seção contendo exercícios de fixação. Com os alunos trabalhando em um determinado módulo didático, o material era disponibilizado nos computadores da Escola, gradualmente, para evitar que avançassem para os módulos seguintes antes de refletir sobre o conteúdo da atividade em andamento. O produto educacional, contendo o material instrucional e orientações para o seu uso, será divulgado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física para que outros professores da rede de ensino possam adaptá-lo a sua realidade escolar.

Palavras-chave: Atividades experimentais reais e virtuais; Diagramas adaptados do diagramaV de Gowin; Teorias da aprendizagem significativa de D. Ausubel e da interação social de L. Vygotsky.

ABSTRACT

Physics has its own way of looking at nature and its phenomena. For this reason the Physics’ teaching must not only be centered in lecturing information, but must also construct the knowledge in a wide context involving new technologies and tools fitted to the schools' reality. This, together with physics concepts, is to build a meaningful learning. To accomplish these goals we propose an approach to Optics teaching, structured in six didactic modules based on the meaningful learning’s theory by D. Ausubel and the social interaction’s theory by L. Vygotsky. Each didactic module starts with an oral exposition presenting the motivation through challenging questions, in order to instigate the students’ previous knowledges. We then suggest one or more activities based on virtual (e.g., simulations, applets) or real experiments, with a schematic activities guide, to be worked out by groups of three or four students, with the teacher mediation, in order to deepen social interaction. Besides each experimental activity, they construct an adapted Gowin V diagram, intended to promote a meaningful learning, and finally they discuss with the rest of the class, encouraging an exchange of views about the proposed issue. This methodological proposal has been applied to 18 third high school year students, of the nightclass at "Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul" at Lagoa Vermelha, RS, during the fourth bimester of the school year of 2006. The instructional material was developed as a webpage, including the proposed experimental activities and the related V diagrams. Among the webpage links, we also included additional material with the physics contents of the didactic units and exercises. The whole instructional material has gradually been made available on the School’s computers to prevent the students from going to a forthcoming activity before having made deep reflections on the lectures/subjects that were being worked out at each moment. This work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, so that other teachers can access this material and use it in their school's context.

Keywords: Real and virtual experimental activities; adapted Gowin V diagrams; D. Ausubel's meaningful learning and L. Vygotsky's social interaction theories.

33 Ivo Mai
Utilizando um forno de microondas e um disco rígido de computador como laboratório de Física
15/1/2008
Orientação: Dra. Naira Maria Balzaretti e Dr. João Edgar Schmidt
Banca examinadora: Dra. Valquiria Villas Boas Gomes Missel (UCS-RS), Dr. Paulo Machado Mors (IF-UFRGS), Dr. Mário Norberto Baibich (IF-UFRGS), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF-UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Este trabalho apresenta uma proposta para o Ensino de Física partindo de aplicações da Física em produtos tecnológicos, e está formatado à luz da pedagogia construtivista de Piaget, Vygotsky e Ausubel. Pretende-se despertar a curiosidade e o interesse dos professores e, como conseqüência, dos alunos, pelos temas da Física, desmistificando equipamentos utilizados no cotidiano. Um dos objetivos do trabalho é contribuir para o preenchimento de lacunas existentes no Ensino de Física no Ensino Médio através da formação continuada de professores. O desenvolvimento do trabalho consistiu na realização de oficinas para professores e estudantes do Ensino Médio focalizadas no estudo de Fenômenos Ondulatórios, Eletromagnetismo e Tópicos de Física Moderna que explicam o funcionamento do forno de microondas e do disco rígido de computador. As oficinas foram oferecidas para professores de Física em seis localidades diferentes do Estado, e para alunos da terceira série do Ensino Médio do Instituto Estadual de Educação Cardeal Pacelli de Três de Maio, e consistiram de uma série de atividades, como a desmontagem de um forno de microondas e do disco rígido de computador, atividades interativas e experimentais. A realização destas atividades está de acordo com a proposta de Piaget, segundo a qual, as ações humanas são a base do comportamento. As atividades são desenvolvidas em pequenos grupos, seguidas por momentos de discussão no grande grupo, pois, conforme Vygotsky, o desenvolvimento cognitivo tem como origem a conversão de relações sociais em funções mentais. Através do conjunto de atividades, seja através das ações ou interações humanas, os conhecimentos prévios dos indivíduos são constantemente confrontados com novos conhecimentos, criando condições para uma aprendizagem significativa, conforme Ausubel. O trabalho foi submetido à avaliação com a aplicação de um pré-teste, antes do início das atividades propostas, e de um pós-teste, aplicado após o encerramento das atividades. Os resultados das avaliações mostraram que novos conceitos foram aprendidos pelos participantes, indicando que a proposta, baseada no ensino de Física a partir de aplicações tecnológicas, é eficiente e indicada para promover a melhoria da qualidade do Ensino de Física.

Palavras-chave: ensino de Física; forno de microondas; disco rígido de computador.

ABSTRACT

This work consists in a project for Physics Education starting from the application of Physics in technological products, and it is based on the theory of constructivism from Piaget, Vygotsky and Ausubel. The aim is to instigate the curiosity and the interest of teachers and, as a consequence, of students, by Physics subjects, through experiments based on how domestic equipments work. One of the purposes of this project is to help improving the formation of High School Physics teachers. The project consisted of workshops for teachers and High School students, focused on Wave Phenomena, Electromagnetism and Modern Physics, to explain how the microwave oven and a computer hard disk work. The workshops were held at six towns in the Northeast region of the State and for senior High School students of the Instituto Estadual de Educação Cardeal Pacelli in Três de Maio. They consisted of different kinds of activities like disassembling a microwave oven and a computer hard drive, and interactive and experimental activities. The development of these activities is in agreement with the Piaget´s theory that the actions are the basis of the human behavior. The activities were performed in small groups, followed by discussion breaks with the whole group, since, according to Vygotsky, the cognitive development was created by the conversion of social relations to mental functions. Through the set of activities, involving actions and human interactions, the previews knowledge of the individuals are constantly confronted with new knowledge, making conditions for a meaningful learning, according to Ausubel. The evaluation of the project was based on tests for the participants, before and after the workshops. The results showed that the participants improved their knowledge about Physics concepts, indicating that the project, based on Physics education starting from the technological applications, is efficient and indicated to promote the improvement of the quality of Physics classes at High School.

Keywords: Physics education; microwave oven; computer hard disk.

32 Felipe Damasio
Programa para Qualificação de Professores para Ensino de Física em Séries Iniciais do Ensino Fundamental
17/12/2007
Orientação: Dra. Maria Helena Steffani
Banca examinadora: Dra. Marta Feijó Barroso (IF-UFRJ), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF-UFRGS), Dr. Luis Gustavo Pereira (IF-UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (IF-UFRGS), Presidente.

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RESUMO

O ensino de Física inicia ainda nas séries iniciais do Ensino Fundamental, como parte do conteúdo denominado Ciências. Desta introdução dos primeiros conceitos físicos depende grande parte do ensino de Física subseqüente. Porém, a maioria dos professores das séries iniciais do Ensino Fundamental não tem formação adequada para promover este primeiro contato de estudantes com a Física. Então, foi desenvolvido um programa de qualificação que visa dar instrumentos aos professores para que desempenhem, de uma maneira mais adequada, este princípio de educação em Física. O programa é estruturado em quatro módulos, que contemplam diversos instrumentos e estratégias pedagógicas. Cada módulo começa com aulas de laboratório, seguido de uma interação em sala de aula com textos especialmente produzidos para o projeto. Estes textos abordam história da Ciência, Física do cotidiano e discussão de conceitos físicos. Por fim, cada módulo utiliza recursos multimídia, que vêm sendo produzidos por vários autores para enriquecer o ensino de Física e que estão disponíveis na internet. A aplicação do programa se deu através de um curso de extensão da UFRGS ministrado para um grupo de doze professoras do Colégio São Bento, em Criciúma, SC, e de um minicurso ministrado no II Encontro Estadual de Ensino de Física no Instituto de Física da UFRGS. Os professores do Colégio São Bento aplicaram os conteúdos de Física aos alunos das séries iniciais do Ensino Fundamental através de oficinas intituladas “Física para Crianças” e fizeram adaptações, quando necessárias, para adequar os conteúdos e estratégias aos interesses e características dos estudantes. A avaliação dessa aplicação do projeto foi feita através de entrevistas com os professores e de testes respondidos pelos alunos.

ABSTRACT

The teaching of physics starts in the initial series of elementary school, as a part of science content. By the introduction of the first physics conceptions will depends a big part of the teaching of subsequent physics. But a lot of teachers of initial series of elementary school don’t have the appropriate knowledge to promote this first contact of the students with the physics. Then was developed a qualification program to focus on instruments to the teachers to perform more adequately this beginning of education in physics. The course is structured in four modules that including several instruments and pedagogic strategies. Each module starts with laboratories class followed by interaction in the class with texts specially produced for the project. These texts approach science history, quotidian physics and discussion of concepts. At the end each module uses multimedia resources which had been produced by various authors to improve the teaching of physics, which are available in the internet. The program occurred with a course of extension at UFRGS and was then ministered by a group of twelve teachers of São Bento School, in Criciúma, SC, and by a minicourse ministered at the II State Meeting of Teaching of Physics in the Physics Institute of UFRGS. The teachers of São Bento School applied the content of physics to the children by workshops entitles “Physics to Children” and made adaptation, when necessary, to adequate the content and strategies to the interests and characteristics of students. The assessment of project application was analyzed by interview with the teachers and by tests applied with students.

31 Arlindo Henrique Hoch Cenne
Tecnologias Computacionais Como Recurso Complementar no Ensino de Física Térmica
30/11/2007
Orientação: Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira
Banca examinadora: Dra. Eleni Bisognin (UNIFRA), Dra. Irene Maria Fonseca Strauch (UFRGS-IM), Dr. Paulo Machado Mors (UFRGS-IF), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (UFRGS-IF), Presidente.

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RESUMO

O ensino de Física no Brasil passa por muitas dificuldades. Cabe ao professor a tarefa de buscar novas metodologias de ensino para tornar as aulas mais interativas e atraentes para os alunos, como forma de despertar maior gosto pela aprendizagem das ciências em geral. É imprescindível também desenvolver o poder de crítica dos alunos na formação de conceitos através da socialização entre alunos e professores e da interação com o meio em que o aluno vive, sempre visando à obtenção de uma aprendizagem potencialmente significativa. Diante deste quadro e embasados nas teorias de mediação e de interação social de Vigotski e na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel e Novak, buscou-se desenvolver atividades em Física Térmica utilizando modelagens computacionais criadas com os programas Modellus e Excel como recurso complementar às aulas de Física. Também foram produzidos gifs animados não interativos explorando algumas situações e um hipertexto, incluindo textos de apoio utilizados, principalmente, como recurso de pesquisa extraclasse. Este projeto foi aplicado ao longo dos meses de março a agosto de 2006 em três escolas particulares de Porto Alegre: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês e Escola Maria Goretti, envolvendo seis turmas de segundo ano do Ensino Médio, em um total de 182 alunos. O material elaborado abordou os tópicos sobre termometria, dilatação térmica, calorimetria, curvas de aquecimento, processos de transmissão do calor, gases ideais e termodinâmica. Os conteúdos foram organizados em sete módulos didáticos, com a seguinte estrutura: um texto de apoio, as modelagens utilizadas, um guia de atividades com orientações para sua utilização e questionamentos acerca do conteúdo. Em todos os módulos foi incluída uma seção denominada Física no Cotidiano, com questões que buscam relacionar os assuntos trabalhados no ambiente escolar com situações vivenciadas pelo aluno no seu dia-a-dia. As atividades eram trabalhadas em duplas ou em trios de alunos, o que promoveu uma maior interação social e trocas de experiências na construção do conhecimento; ao professor cabia o papel de mediador da atividade. O material instrucional foi sendo disponibilizado, gradualmente, em CD-ROM e em página da Web das escolas com o objetivo de fazer com que os alunos se detivessem em cada um dos módulos de forma a alcançar um amadurecimento no conteúdo correspondente. O produto deste trabalho será publicado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, para que outros professores possam utilizá-lo com seus alunos.

Palavras-chave: Física térmica; modelagens computacionais; Programa Modellus e Planilha Eletrônica; Teorias de Aprendizagem Significativa de Ausubel e da Interaçaõ social de Vygotsky; Física no cotidiano.

ABSTRACT

In order to overcome the difficulties in the physics teaching, the instructors must use new methodologies thus providing more attractive and interactive classes to motivate their students. To contribute to a meaningful learning it is worth to promote a critical and contextualized formation of concepts by socializing the students with their own environment. To accomplish these goals this proposal presents activities‟ guides on Thermal Physics, developed in association with computer simulations as a complementary resource to high school regular classes. Such approach is based on the meaningful learning theory of D. Ausubel and J. Novak and the social‟s interaction theory of L. Vigotski. It has been applied during the first quarter of the school year of 2006 to 182 students, of six classes of the second year of three High Schools at Porto Alegre, RS: Colégio São José de Murialdo, Colégio Santa Inês and Escola Maria Goretti. The addressed subjects are calorimetry, thermal dilatation, heat transfer, matter phase changes, ideal gases properties and general concepts in thermodynamics, organized in seven didactic modules consisting of a text, the computer simulations, an activity guide with questions about the subject and, also, a section where the Physics issues developed in classroom are related with the students‟ daily life situations. To deeper social interaction, the students were grouped in pair or trios working with the teacher mediation. The instructional material has been gradually displayed in a CD-ROM and in the Schools web pages to allow the students focusing on one subject at a time. The present work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, in order to give other teachers access to the proposal material.

Keywords: Thermal Physics; Computer simulation; Modellus and worksheet; Ausubel's meanigful learning theory and Vygotsky's social interaction theory; Daily life's Physics.

30 Érico Kemper
A Inserção de Tópicos de Astronomia Como Motivação Para o Estudo da Mecânica em Uma Abordagem Epistemológica Para o Ensino Médio
19/11/2007
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva
Banca examinadora: Dr. Luiz Oralando de Quadro Peduzzi (UFSC-IF), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (UFRGS-IF), Dr. Jorge Ricardo Ducati (UFRGS-IF), Dra. Fernanda Ostermann (UFRGS-IF), Presidente.

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resumo
RESUMO

Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento, a implementação e os resultados de uma proposta motivadora aplicada no ensino de Física em nível médio. Defendemos que questões epistemológicas e elementos da história da ciência possibilitam ricas discussões em grupo, contribuindo para mostrar o verdadeiro processo da construção da Física. Nossa proposta de trabalho consistiu em apresentar uma abordagem epistemológica, embasada nas filosofias de Popper, Lakatos e Kuhn, no estudo da mecânica, partindo de tópicos de astronomia ou inserindo-os no contexto da área em estudo, de forma a facilitar uma aprendizagem significativa. Essa abordagem nos orientou na produção do material instrucional, que disponibilizamos na forma de texto, assim como na metodologia utilizada na sua implementação. Paralelamente, incluímos vídeos que abordam alguns temas em questão por utilizarem a poderosa ferramenta audiovisual da comunicação da atualidade. Na seção dos procedimentos apresentamos a listagem de vídeos utilizados que é uma sugestão de excelente material de apoio no ensino da mecânica, astronomia e cosmologia no ensino da física.

Palavras-chave: audiovisuais; astronomia e mecânica; Ensino de Física.

ABSTRACT

In this work we present the development, implementation and results of a motivating proposal for Physics teaching in secondary school level. We believe that epistemological questions and elements of the history of science make possible rich group discussions, showing the true process of the development of Physics. Our proposed work method makes an epistemological approach, based on the philosophies of Popper, Lakatos and Kuhn, to the study of mechanics, starting with astronomy topics or inserting them in the study of the area to facilitate a meaningful learning. This approach was our guideline for the production of the instructional material, that we make available in text form, and in the methodology used in its implementation. We also include educational videos about the covered subjects to exploit the power of audiovisual tools. In the section on procedures we present a list of the used videos as a suggestion of excellent supporting material for the teaching of physics topics such as mechanics, astronomy and cosmology.

Keywords: audiovisual; astronomy and mechanics; Physics teaching.

29 Andréia Pessi Uhr
O Sistema Solar – Um Programa de Astronomia para o Ensino Médio
12/11/2007
Orientação: Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva e Dr. Kepler de Souza Oliveira Filho
Banca examinadora: Dra. Adriana Válio Roque da Silva (CRAAM-SP), Dra. Maria Helena Steffanni (UFRGS-IF), Dra. Sayonara Salvador Cabral da Costa (UFRGS-IF), Dra. Maria de Fátima Oliveira Saraiva (UFRGS-IF), Presidente.

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RESUMO

Este trabalho relata as atividades desenvolvidas na disciplina de Física em duas turmas de Ensino Médio de uma escola particular de Porto Alegre. Esses alunos tiveram a oportunidade de estudar, no último semestre do curso, um assunto interessante, atual e sempre na moda - a Astronomia - incluída recentemente no currículo de Física da escola. O conteúdo foi organizado em três módulos, tendo como tema geral “O Sistema Solar”. O Módulo 1 foi chamado de “Os Planetas e Corpos Menores do Sistema Solar, e inclui Histórico da Astronomia, Leis de Kepler, Gravitação, e Características dos Planetas, Asteróides e Cometas. O Módulo 2 foi concebido sob o título “Interação Sol – Terra – Lua” e nele estão conteúdos como Fases da Lua, Eclipses, Marés, Estações do Ano, Movimento Aparente dos Astros e Auroras. No Módulo 3, com título “Estrutura e Evolução do Sol”, são abordados assuntos como Formação do Sol e do Sistema Solar, Características do Sol e noções básicas de Evolução Estelar. Os três módulos juntos cobrem uma diversidade de conteúdos de astronomia significativamente maior do que os normalmente encontrados em livros didáticos para o Ensino Médio. Utilizamos a nosso favor a pré-disposição do aluno para aprender Astronomia, o que, de acordo com Ausubel e Novak, é um fator facilitador da aprendizagem. A interação dos conteúdos com a realidade social que, segundo Novak, é item indispensável para a aprendizagem, também esteve presente, visto que a Astronomia é assunto abordado diariamente nos meios de comunicação e está presente no dia-a-dia das pessoas. A influência dos eventos astronômicos na vida cotidiana permite relacionarmos a teoria com a prática, contribuindo também para uma assimilação mais efetiva dos conhecimentos. A relação entre a experiência do aluno e a teoria a ser aprendida serviu de base para o presente trabalho. No planejamento das atividades procuramos sempre priorizar a interação social entre o professor e os alunos e entre os alunos entre si, pois, segundo Vygotsky, é na socialização que ocorre a aprendizagem. A comparação dos resultados de questionários realizados antes das aulas (pré-testes), com aqueles realizados após as aulas (póstestes) mostrou um aumento significativo no número de acertos, indicando uma evolução real no grau de conhecimento dos alunos sobre os assuntos abordados. O produto final foi a elaboração de um texto de apoio contendo as atividades desenvolvidas, sugestões de sítios da internet com simulações e exercícios para serem aplicados em sala de aula.

ABSTRACT

In this work we present the activities developed in one year of Physics course in two groups of a private High School in Porto Alegre. The students had the opportunity to study, in the last semester of the course, an interesting subject, current and always fashion able - Astronomy - included recently in the Physics curriculum at the school. The activities covered several contents and used different methodologies in an attempt to reach a larger number of students in their preferences. The content was organized in three modules, under the general theme “The Solar System.” The first module was called “The Planets and Smaller Bodies of the Solar system, and included History of Astronomy, Kepler's Laws, Gravitation, and Characteristics of Planets, Asteroids and Comets. The second module was called “The Sun- Earth-Moon Interaction” and included contents as Phases of the Moon, Eclipses, Tides, Seasons, Apparent Movement of the Stars and Aurorae. In the third module, entitled “Structures and Evolution of the Sun”, subjects as The birth of the Sun and of the Solar System, Characteristics of the Sun and basic notions of Stellar Evolution were included. The three modules together cover a broader range of astronomy subjects than normally available in Brazilian High School textbooks. We used the student's motivation to learn Astronomy, which, according to Ausubel and Novak, is an inductor of learning. The interaction of the contents with the social reality that, according to Vygotsky, is an indispensable item for the learning, was also present, because Astronomy is a daily subject in the media and it is present in the every day life of the students. The influence of the astronomical events in daily life allows one to relate the theory with the practice, also contributing to a more effective assimilation of the knowledge. The relationship between the student's experience and the theory to be learned serves as base for the present work. The planned activities priorize the social interaction between the teacher and the students and among the student with their friends, which is based in the theory of Vygotsky, where socialization promotes learning. The comparison of the results of questionnaires taken before the classes (pre-test), with those taken after the classes (post-test) showed a significant increase in the number of correct answers, indicating a real evolution in the students' knowledge on the covered subjects. The final product was the elaboration of a support text containing the developed lesson plans.

28 Rafhael Brum Werlang
O uso de Novas Tecnologias no Ensino de Física dos Fluidos, Aplicado em Escolas Técnicas.
31/8/2007
Orientação: Dra. Ruth de Souza Schneider e Dr. Fernando Lang da Silveira
Banca examinadora: Dr. Trieste Freire Ricci (IF- UFRGS), Dr. André Koch Torres de Assis (IF - UNICAMP), Dr. Luiz Fernando Ziebell (IF - UFRGS), Dra. Ruth de Souza Schneider (IF- UFRGS), Presidente.

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RESUMO

Elaboramos um material instrucional, para auxiliar alunos e professores no processo ensino-aprendizagem da Mecânica dos Fluidos – Dinâmica, composto por um hipertexto repleto de animações, figuras, textos, vídeos, instruções para a realização de experimentos virtuais e reais e atividades de aquisição automática de dados e de modelagem. O referencial teórico adotado baseia-se na teoria de Vygotsky, que é fundamentada nas relações sociais dos alunos entre si e dos alunos com o professor. Todo o material foi elaborado de forma contextualizada com o cotidiano dos alunos de uma escola técnica, como é o caso do Centro Federal de Educação Tecnológica de São Vicente do Sul (CEFET-SVS), onde o projeto foi implementado em alunos da segunda série do Ensino Médio. Inicialmente, foi aplicado um pré-teste, tanto no grupo experimental quanto no grupo de controle, que serviu para avaliar o conhecimento prévio dos alunos sobre conceitos de Dinâmica dos Fluidos, assim como a sua habilidade para resolver individualmente problemas sobre esse assunto. A seguir, o material didático foi ministrado aos alunos do grupo experimental em dois módulos didáticos, o primeiro sobre Fluidos Ideais e o segundo sobre Fluidos “Reais”. Nesses módulos, foram propostas atividades para as quais foram fornecidas dicas de como poderiam ser desenvolvidas. Durante o desenvolvimento dessas atividades, os alunos contaram com a colaboração do professor e dos colegas, fornecendo, dessa forma, evidências do que eles poderiam desenvolver com a ajuda de seus pares. Finalmente, aplicamos o pós-teste na turma em que o material didático foi implementado e na turma de controle. A análise estatística desses dados mostrou um ótimo desempenho da turma em que foi implementado o material didático permeado de novas tecnologias, com um ganho médio de 39,3 % entre o pré-teste e o pós-teste, enquanto que o grupo de controle obteve um ganho médio de apenas 6 %. Ainda foi constatada, através dos relatos dos alunos, uma grande satisfação e motivação para aprender com o uso desse material didático. Todo o material didático desenvolvido está incluído no CD-rom que integra esta dissertação e também pode ser acessado por professores e alunos na rede mundial de computadores.

ABSTRACT

We elaborated an instructional material to help students and teachers in the learning-teaching process of Fluid Mechanics – Dynamics, consisting of an hypertext, plenty of animations, figures, texts, videos, instructions to make real and virtual experiments and activities of automatic data acquisition and modeling. The theoretical framework adopted was based on Vygotsky’s theory, which is well-grounded in the social relations between the students and between the students and the teacher. All the material was elaborated taking into account the context of the quotidian of the students of a technical school, as is the case of the Federal Center of Technological Education of São Vicente do Sul (CEFET-SVS), where the project was implemented in second year high school students. Initially it was applied a pretest, in the experimental group and also in the control group, which evaluates the previous knowledge of the students about concepts of Fluid Dynamics, as well as their abilities to solve alone problems about this subject. In the following, the didactic material was applied to the experimental group students in two didactic modules, the first about Ideal Fluids and the second about “Real” Fluids. In these modules, activities are proposed and some tips for their development had been supplied. In the development of these activities the students count on the collaboration of the teacher and of the colleagues, supplying, in this way, evidence of what they could develop with the aid of their pairs. Finally the pos-test was applied in the group where the didactic material was implemented and in the control group. The statistical analysis of these showed an optimum performance of the group who made use of the didactic material mixed with new technologies, with an average gain of 39,3 % between the pre-text and the pos-text, while the control group had an average gain of 6 %. Still it was also evidenced, through the student reports, a great satisfaction and motivation to learn with the use of this didactic material. All the developed material is enclosed in the CD-rom which integrates this dissertation, and also can be accessed by teachers and students in the wordwide- web of computers.

27 Scheila Vicenzi
Difração e Interferência para Professores do Ensino Médio
27/2/2007
Orientação: Dr. Silvio Luiz Souza Cunha
Banca examinadora: Dra. Sayonara Salvador Costa Cabral (PUC-RS), Dra. Maria Helena Steffani (UFRGS), Dr. Thomas Braun (UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (UFRGS), Presidente.

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resumo
RESUMO

Este trabalho é um relato de um projeto visando inserir o estudante do Ensino Médio no contexto da mecânica ondulatória, portal de entrada da física moderna, através de uma abordagem diferenciada enfocando duas das propriedades mais importantes e definidoras de qualquer fenômeno ondulatório, a Difração e a Interferência, assuntos que normalmente não são tratados adequadamente no Ensino Médio. Preparamos, para professores de Física do Ensino Médio, um material instrucional sobre o tema, o qual inclui um hipertexto de apoio, uma seleção de 25 experimentos de baixo custo e uma relação de animações e simulações, acessíveis a partir da Internet, relacionados aos conceitos físicos envolvidos nos experimentos. Este material foi testado em um modelo didático de aulas prevendo uma intensa participação dos estudantes em todas as atividades e incluindo também o trabalho com mapas conceituais em todas as aulas, tanto com objetivos de reforço pedagógico no processo de aprendizagem como na avaliação da evolução cognitiva dos estudantes. O material instrucional desenvolvido como produto deste projeto está disponibilizado no servidor Wiki do Instituto de Física da UFRGS. Apesar deste produto ter sido desenvolvido como material de apoio ao professor, pode ser utilizado como material de consulta por parte dos estudantes.

Palavras-chave: Enino de Física; aprendizagem significativa; difração e interferência.

ABSTRACT

This monograph is related to a project whose main objective is to insert the high school student in the context of wave mechanics, the entrance to modern Physics. This goal achieved using a peculiar approach of the two main properties which define any ondulatory phenomenon: diffraction and interference. These matters are not usually properly handled at high school. We prepared support material for teachers including several lessons, hypertext, a selection of 25 low cost experiments and web available animations and simulations. These animations are all related to all the physical phenomenon involved in the experiments. This material was extensively tested in a didactic class model, having extensive students participation in all activities, and also including concept maps exercises in all classes. Concept maps were applied as a pedagogic reinforcement on learning process and to evaluate cognitive improvements of the students. The institutional material developed as a product of this available at the Wiki server of UFRGS Physics Institute. Although this product have been developed as support material for teachers, it can also be used as research source for students.

Keywords: Physics teaching; significant learning; diffraction and interference.

26 Márcia Cândida Montano Webber
Inserção de Mecânica Quântica no Ensino Médio: Uma proposta para professores
20/12/2006
Orientação: Dr. Trieste dos Santos Freire Ricci
Banca examinadora: Dr. Rubem Ericksen Júnior (UFRGS), Dra. Maria Helena Steffani (UFRGS), Dr. Agostinho Serrano (ULBRA), Dr. Trieste dos Santos Freire Ricci (UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

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RESUMO

Este trabalho apresenta a elaboração, aplicação em sala de aula e os resultados da proposta de um curso introdutório à mecânica quântica para futuros professores de ensino médio. O curso foi aplicado na Universidade de Passo Fundo como parte de uma disciplina do curso de licenciatura em Física. A proposta tem como marco teórico a teoria cognitiva de Piaget. O curso desenvolvido faz uso sistemático de novas tecnologias de comunicação, com destaque para o software Doppelspalt, utilizado para promover o aprendizado significativo de alguns dos conceitos mais básicos da mecânica quântica. Como produto educacional, foi produzido material instrucional que compreende o texto completo envolvendo os conteúdos abordados e os roteiros exploratórios elaborados e usados em atividades virtuais. Com a elaboração do curso, espera-se facilitar a inserção da mecânica quântica no ensino médio, através de um produto educacional testado e adequado à realidade do ensino oferecido aos futuros professores. A proposta leva em conta, também, as recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais, no sentido de uma progressiva inserção da física do século XX no ensino médio.

Palavras-chave: Física; mecânica quântica; Ensino Médio; novas tecnologias de comunicação.

ABSTRACT

This work presents the writing production, the application in classroom and the results of the proposal of an introductory course to the quantum mechanics for the future teachers of high school. The course was applied in Universidade de Passo Fundo as part of subject of the Physics Graduation Course. The proposal has as theoretical base Piaget’s Cognitive Theory. This course does systematical use of new communication techniques, it points out the software Doppelspalt, used to promote the effective learning of some basics concepts of the quantum mechanics. As product of this work, was made instructional material as the complete text that involves the studied contents and the exploratory itineraries produced and used in virtual activities. The writing production of this course intends to become easier the insertion of the quantum mechanics into the high school, through of tasted educational product that is suitable to reality of the offered teaching for future teachers. The proposal has in mind also the advices of Parâmetros Curriculares Nacionais, in the sense of a progressive insertion of XX century Physics Subject to high school.

Keywords: Physics; quantum mechanics; High School; new communication technologies.

25 Rita Margarete Grala
Favorecendo a aquisição de conceitos em crianças de 06 anos com a introdução precoce das situações e problemas da física
29/11/2006
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Maria Silvia S. Rodriguez (TANDIL), Dra. Fernanda Ostermann (IF-UFRGS), Dra. Flávia Maria T. dos Santos (FACED-UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (IF-UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Texto de Apoio)

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RESUMO

Neste trabalho, explora-se as possibilidades de ensino de significados de conceitos físicos para crianças de seis anos, em ambiente escolar carente de recursos didáticos. Verifica-se se a introdução precoce de situações problemáticas em Física através de atividades lúdicas pode criar condições para a aprendizagem significativa. Procura-se detectar, através do estudo dos diálogos espontâneos das crianças evidências da aprendizagem inicial de dois conceitos físicos fundamentais: energia e força. Utiliza-se o interesse natural das crianças em examinar objetos, em agir sobre eles e em observar o que ocorre, com o intuito de aproveitá-lo como encorajamento à estruturação dos novos conhecimentos, de forma que estes sejam extensões naturais dos conhecimentos que já possuem. Analisa-se através de gravações em vídeo as ações e as reações das crianças durante as atividades. Objetiva-se fornecer oportunidades para que a criança, agindo sobre os objetos e observando o que ocorre durante sua ação, adquira base para que, na etapa apropriada, possa construir os conceitos e os princípios, não apenas da Física, como também de outras áreas do conhecimento humano.

24 Ricardo Vescovi de Oliveira
A Física dentro da tecnologia: Uma introdução ao Eletromagnetismo através de um disco rígido
10/11/2006
Orientação: Dra. Naira Maria Balzaretti
Banca examinadora: Dr. Mario Norberto Baibich (IF/UFRGS), Dr. Francisco Catelli (UCS), Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF/UFRGS), Presidente.

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