A Física das Partículas Elementares na Perspectiva da Atualização/Modernização dos Currículos da Escola Média:

Transcrição

1 Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da Faculdade de Educação da USP A Física das Partículas Elementares na Perspectiva da Atualização/Modernização dos Currículos da Escola Média: Prof. Dr. Maurício Pietrocola

2 ENSINO ATUAL DE FÍSICA Desperta pouco interesse nos alunos Desatualizado cientificamente Restrito a poucos domínios: Mecânica Centrado em poucas habilidades: resolução direta de exercícios Problema complexo: como/o que mudar?

3 Mecânica newtoniana; Currículo Atual cinemática-meados sec. XVII dinâmica- final do sec. XVII Termodinâmica termometria - meados sec. XVII trocas de calor - sec. XVIII máquinas térmicas - sec. XIX Eletromagnetismo eletrostática - final sec. XVIII indução eletromag. - meados sec. XIX campo elétrico - final do sec. XIX Teorias Clássicas: 100 anos de defasagem!!

4 Demanda por Atualização Novas Tecnologias Tecno-natureza PCNs - Física Moderna e Contemporânea Ostermann e Moreira 98 - Pesquisa junto a professores e pesquisadores Física de partículas, cristais líquidos, supercondutores, Teoria da Relatividade, Mecânica Quântica Divulgação científica: revistas Internet

5 RISCOS NAS MUDANÇAS Ser guiado por modismos Propor mudanças Utópicas PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA

6 Hipótese de trabalho Necessidade de Modernização de conteúdos: Inserção de Física Moderna e contemporânea

7 Transposição Didática Saber Sábio - textos científicos Saber a Ensinar manuais/livros didáticos programas Noosfera Saber Ensinado - aula

8 Saber Sistema didático Aluno Professor

9 Saberes Escolares Saberes Científicos Condicionantes Redução do tempo necessidade de simplificação Dilemas a)proximidade dos processos reais ou b)abandoná-los em prol de objetivos educacionais Riscos a)inviabilidade temporal, inadequação b)descaracterização do saber

10 Desgaste dos Saberes Escolares Desgaste biológico desatualização científica: Sim - saberes oriundos de séculos passados Desgaste Moral Por um lado, inadequação ao Meio Ambiente - Sociedade: Física escolar não é percebida como importante Por outro lado, Termodinânica, Mecânica e Eletromagnetismo modernizados Incompatibilidade do Sistema de Ensino com o Meio Social

11 Consenso Sobrevivência dos Saberes Atualidade moral - necessidades sociais biológica - em relação ao Saber Sábio Operacionalidade - conteúdos devem ser ensináveis e avaliáveis Criatividade didática - identidade própria no contexto escolar Terapêutica - terem funcionado na sala de aula

12 Seleção de conteúdos 1. Introdução à Teoria Quântica 2. Mundo do muito pequeno: Física Nuclear e de Partículas 3. Teoria da Relatividade Estranhamento em relação ao mundo vivencial

13 Por que Física de Partículas? Em relação aos alunos: Curiosidade/motivação de prospectar novos mundos - similar aos livros de aventura/ficção científica. Em relação aos Professores: Adequação aos condicionates da sala de aula - produção de atividades (fenomenologia) - terapeutica Em relação ao Saber (Física): Modernização dos conteúdos escolares com ensino temas mais próximos da pesquisa contemporânea

14 Produção, aplicação e avaliação de Seqüências de Ensino Temas: Dualidade onda-partícula Partículas elementares Teoria da Relatividade Público Estudantil: Tempo: 15 a 17 anos (final da escola secundária 2 aulas semanais durante 28 semanas

15 Tomada de dados/análise Filmagens Análise documental Textos escritos Exames Atividades propostas Exercícios Entrevistas

16 Dados e Análise Siqueira, dissertação de mestrado - IF/ FE-USP Curso de Física de partículas elementares para ensino Médio: Aulas filmadas em 2005 numa escola da rede pública estadual de São Paulo

17 Atividade radiações

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20 Atividade do Espalhamento Rutherford Tema: O modelo atômico de Rutherford e a experiência com espalhamento. Objetivo: Discutir os métodos desenvolvidos por Rutherford no começo de 1900, e que, ainda são usados em nossos dias pelos físicos de partículas, em experimentos com aceleradores. Conteúdo Físico: Modelo atômico de Rutherford (experimento com partículas ) e modelo atômico de Bohr. Motivação: O estudo detalhado de como Rutherford desenvolveu seus métodos para medir características de objetos que não podemos ver e a evolução dos modelos atômicos

21 Recursos de ensino Roteiro da atividade 5 Placas de madeira (com desenhos de figuras geométricas em relevo na parte de baixo da placa) para atividade 5 Bolinhas para atividade 5 Discussão entre professor e alunos

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25 Resultados 1. Pesquisa Dissertações, teses, artigos 2. Intervenção Produção de material de ensino, Proposta curricular de São paulo

26 Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da Faculdade de Educação da USP

27 OBRIGADO!!

28 Mesa redonda

29 Obstáculos didático-pedagógicos Estrutura curricular: Prérequisitos Formação dos professores Tipos de atividades propostas Seleção de conteúdos Avaliação

30 Obstáculos Epistemológicos Linguagem/formalização Estruturação conceitual Fenomenologia Ontologia de base

31 caderno do PROFESSOR ensino médio 3ª SÉRIE 3º bimestre FÍSICA matéria: Física série: 3 a bimestre: 3 a Quarta prova data: 19/07/08

32 SUMÁRIO São Paulo faz escola Uma Proposta Curricular para o Estado 5 Ficha do Caderno 7 Orientação sobre os conteúdos do bimestre 8 Tema 1 Matéria, suas propriedades e organização. Átomo: emissão e absorção da radiação 9 Situação de Aprendizagem 1 Objetos que compõem o nosso mundo: semelhanças e diferenças 11 Situação de Aprendizagem 2 Como podemos ver um átomo? 14 Situação de Aprendizagem 3 Dados quânticos 18 Situação de Aprendizagem 4 Identificando os elementos químicos dos materiais 22 Situação de Aprendizagem 5 Um equipamento astronômico 25 Situação de Aprendizagem 6 Astrônomo amador 30 Situação de Aprendizagem 7 O misterioso laser 33 Grade de avaliação das Situaçõesde Aprendizagem 37 Propostas de questões para aplicação em avaliação 38 Tema 2 Fenômenos Nucleares 39 Situação de Aprendizagem 8 Formação nuclear 40 Situação de Aprendizagem 9 Decaimentos nuclear: uma família muito estranha 44 Situação de Aprendizagem 10 Desvendando o que há por dentro da caixa-preta 48 Grade de avaliação das Situaçõesde Aprendizagem 51 Propostas de questões para aplicação em avaliação 52 Proposta de Situações de Recuperação 53 Recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para acompreensão do tema 54 Considerações finais 55

33 caderno do PROFESSOR ensino médio 3ª SÉRIE 4º bimestre FÍSICA Fisica_3A_4bi.indd 1 2/9/ :59:04

34 SUMÁRIO São Paulo faz Escola Uma Proposta Curricular para o Estado 5 Ficha do Caderno 7 Orientação sobre os conteúdos do bimestre 8 Tema 1 Física de Partículas Elementares 9 Situação de Aprendizagem 1 A matéria em uma perspectiva histórica 10 Situação de Aprendizagem 2 A ciência no Brasil 13 Situação de Aprendizagem 3 Novas partículas no cenário da Física 16 Situação de Aprendizagem 4 Transformações de partículas 24 Situação de Aprendizagem 5 O modelo dos quarks 27 Situação de Aprendizagem 6 Aceleradores de partículas: novas perspectivas para o conhecimento 30 Tema 2 Microeletrônica e Informática 33 Situação de Aprendizagem 7 Os meios de comunicação 33 Situação de Aprendizagem 8 Transistores: o ouvido eletrônico 36 Situação de Aprendizagem 9 A informação e a tecnologia na vida atual 40 Grade de Avaliação 42 Proposta de Situações de Recuperação 44 Recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para a compreensão do tema 45 Considerações Finais 46