Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas - CBPF/MCT
Programas da II Escola do CBPF 
 

Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio 
Marisa A. Cavalcante (PUC/SP) (Coordenadora) 
Cristiane rodrigues Caetano Tavolaro (PUC/SP) 
Marta Ângela Halfeld (PUC/SP)

Nível: Curso para Professores de Nível Médio

 
Observações

Há muito tempo que discussões sobre a inserção de Física Moderna  e Contemporânea no Ensino Médio, vem sendo realizadas em todo o mundo por especialistas em ensino, visto ser o seu entendimento, fator primordial para a formação de indivíduos que devem atuar em uma sociedade que convive em um meio repleto de ambigüidades ( benefícios x prejuízos), decorrentes dos avanços tecnológicos, provenientes das grandes descobertas científicas deste século.

"Pensar não se reduz em falar, classificar em categorias nem abstrair: Pensar é agir sobre o objeto e transformá-lo " -  Jean Piaget.

Como agir sem o conhecimento da realidade que nos cerca?

O exercício da cidadania baseia-se no conhecimento das formas contemporâneas de linguagem e no domínio dos princípios científicos e tecnológicos que atuam na produção moderna. 
Nossas escolas devem estar preparadas para enfrentar estas questões, cada vez mais presentes em sala de aula. Os estudantes por um lado são atraídos e  até mesmo "seduzidos" pela tecnologia. Os professores, de outro lado, encontram dificuldades para acompanhar este processo evolutivo ( ausência de textos, materiais paradidáticos, etc..). 
A pressão sobre nossos professores é cada vez mais intensa e atua de todos os lados. Os vestibulares introduzem questões que abordam conteúdos em Física Moderna; as novas Leis de Diretrizes e Bases impõe a sua Inserção no conteúdo a ser desenvolvimento no Ensino médio. 
Não podemos ignorar a necessidade de Ensinar uma Nova Física. No entanto, quer queiramos ou não o despreparo é uma verdade que sobressalta aos nosso olhos. 
Muitos livros didáticos utilizados no Ensino Médio tem exercido esforços consideráveis para inserir assuntos relativos à Física do século XX. Na maioria dos casos no entanto, estes temas são apresentados ao final do "último volume" do terceiro ano e como conseqüência, acabam por não serem abordados. 

Neste sentido preparamos este curso que pretende abordar profundamente estas questões apontando e sugerindo algumas soluções. Ensinar e aprender uma nova Física, este é o nosso objetivo. Por um lado permitir ao professor a inserção de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, através de um processo experimental e de outro lado,  utilizar Novas Teconologias e Medotologias de Ensino, garantindo uma constante atualização do nosso professor.

Temos dois blocos que serão oferecidos;  cada um deles contendo 10 horas. 
 

 

Ementa

 

I . Física Moderna no Ensino Médio: uma proposta para o estudo do fenômeno da dualidade onda - partícula 
Esta Oficina permite tratar através de um instrumental extremamente simples, e de uso caseiro, conceitos da Física Moderna no Ensino Médio. Diferentes fenômenos são estudados experimentalmente, fornecendo a base para o entendimento adequado do princípio da dualidade e, conseqüentemente, um amplo panorama da Física deste século. 

1. Fenômenos Ondulatórios (energia carregada por uma onda).
2. Teoria ondulatória da radiação.
3. Espectro eletromagnético.
4. Interação da radiação com a matéria tomando como exemplo particular os Raios X e raios gama.
5. Polarização. Diferentes modos de polarização e análise do feixe polarizado - Lei de Malus - (polarização por reflexão, o ângulo de Brewster, e por materiais dicróicos) - Verificar aplicações no cotidiano.
6. Interferência, condições para interferência destrutiva e construtiva e demonstração experimental da lei de interferência das frestas de Young
7. Difração e Redes de difração. 
8. Noções sobre espectros, contínuos, atômicos e laser - Noções do modelo atômico de Bohr. Comentários sobre a descoberta do núcleo. Contribuições de Rutherford - espalhamento de partículas alfa - Experimento de Geiger-Marsden.
9. Determinação experimental de comprimentos de onda utilizando redes de difração.
10. Determinação experimental do número de sulcos /mm de um CD, utilizando material de uso caseiro.
11. Utilização de compact disc (CD) para a obtenção de espectros.
12. Obtenção de anéis de interferência através de CD.
13. Estudo de resolução de filtros.
14. Comportamento corpuscular da luz e o Efeito Fotoelétrico.
15. Sensores ópticos e algumas aplicações experimentais.
16. Natureza Dual da radiação.
17. Simulação Computacional da experiência de J.J. Thomson de determinação da carga específica do elétron (comportamento corpuscular do elétron).
18. Difração de raios X - ângulo de Bragg.
19. Difração de elétrons e a teoria de De Broglie
20. Analogia entre os resultados dos diferentes espectros obtidos através de um CD e a imagem de difração de elétrons por feixe transmitido (difração de G.P. Thomson).
21. Dualidade Onda - Partícula.
22. Principio das Incertezas de Heisenberg.
23. Equação de Schröedinger da Mecânica Quântica.


II. Novas Tecnologias no Ensino de Física - Experimentação Assistida por Computador.
Esta Oficina aponta algumas possibilidades na utilização de sistemas informatizados para a coleta e análise de dados em medidas físicas em conexão com processos de simulação computacional, para a construção de conhecimento físico através de um processo vivencial. 

1. Informática Educacional e as novas formas de comunicação.
2. Desenvolvimento social e o desenvolvimento tecnológico.
3. Reflexo dos avanços tecnológicos na relação ensino - aprendizagem.
4. Uso de computadores no Ensino.
5. Alguns softwares de simulação e os seus diferentes graus de interatividade.
6. Simulação computacional e a realidade do fenômeno físico (simulação x experimento).
7. Recursos computacionais de apoio didático de baixo custo, que podem ser utilizados no dia a dia em um laboratório.
8. Equipamentos disponíveis no mercado nacional, de baixo custo, que permitem tornar o seu computador simultaneamente em:
    · multímetro digital (voltímetro, freqüencímetro e medição de dB)
    · osciloscópio
    · analisador de espectros.
    · coletor de dados (aquisição de dados)
9. Análise de fenômenos físicos em tempo real (aquisição informatizada dos dados).
10. Princípio básico de funcionamento de sensores digitais.
11. Experimentos assistidos por computadores e a mudança de postura do professor em sala de aula.
12. Exemplos concretos da utilização da experimentação assistida por Computador (EAC) em sala de aula.
13. Compartilhar EAC e a Simulação Computacional.

MAIORES INFORMAÇÕES SOBRE O TRABALHO QUE VEM SENDO REALIZADO PELO GOPEF/PUC-SP, VISITE NOSSA PAGINA