Ensino de Física

Carlos Eduardo Aguiar Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física

MOSAICO 2017 IF – UFRJ

Sumário

• O Mestrado Profissional em Ensino de Física

• Desenvolvimento de material didático: uma visão pessoal

• Duas dissertações do MPEF

Mestrado Profissional em Ensino de Física

• Início: 2008

• Objetivos:

– Aperfeiçoamento profissional de professores de Física

– Desenvolvimento de métodos e materiais didáticos inovadores

• Mestres formados: 76

• Avaliação Capes: nota 5 (máxima!)

Mestrado Profissional em Ensino de Física

Publicações • Artigos em periódicos: 158

– 60% em periódicos A1 – 45% com autoria ou coautoria de discentes

• Anais de conferências: 221 – 55% com autoria ou coautoria discente

• Livros (integrais ou capítulos): 37 – 15% com autoria ou coautoria de discentes

Produção técnica • Material instrucional: 170

– 80% com autoria ou coautoria de discentes

Desenvolvimento de material didático

O que é importante (ao menos para mim):

• Conexão dos conceitos físicos a aspectos do mundo real que atraiam o interesse dos estudantes.

• Reconhecimento (e enfrentamento) das dificuldades conceituais encontradas pelos estudantes.

• Engajamento ativo dos alunos durante as aulas.

• Integração de experimentos às aulas.

Engajamento ativo

FCI questão típica:

“engajamento interativo dos estudantes em atividades mão-na-massa (geralmente) e mente-na-massa (sempre)”

R. R. Hake, Am. J. Phys. 66, 64 (1998)

Integração de experimentos às aulas

• Workshop Physics – Ensino introdutório de física sem aulas expositivas.

– Discussões com instrutores e colegas, coleta e análise de dados com computadores e vídeos, dedução guiada de equações, resolução de problemas.

– Ganho (FCI): 0,35 – 0,65 P. Laws, Am. J. Phys. 65, 14 (1997)

• Interactive Lecture Demonstrations – Aulas com atividades Previsão-Observação-Explicação.

– Aquisição de dados por computador; resultados exibidos com projetor.

– Não necessita de mudanças estruturais na sala de aula.

– Ganho (FMCE): 0,30 – 0,50 R. Sokoloff, R. Thornton, Phys. Teach. 35, 340 (1997)

Duas dissertações do MPEF

Leonardo Pereira Vieira Experimentos de Física com Tablets e Smartphones (2013)

Smartphones (e tablets)

• Possuem sensores que medem grandezas físicas de interesse para o ensino de física (aceleração, velocidade angular, iluminância, ...).

• Permitem uma coleta rápida de dados e apresentação gráfica imediata dos resultados. Com isso facilitam a integração de experimentos a aulas expositivas e:

– dão oportunidade à discussão e interpretação conceitual dos resultados das medidas;

– estimulam o engajamento ativo dos estudantes à aula;

• Viabilizam a realização de medidas e experimentos fora da sala de aula ou laboratório (em casa, etc.).

Aceleração quando a velocidade é nula

Carrinho com smartphone sobe e desce uma rampa

Discussão com os alunos

• O que acontece com a aceleração do carrinho quando ele está no ponto máximo de sua trajetória?

• Sem exceção, todos responderam que a aceleração caía a zero. Isso tendo à sua frente um gráfico do resultado experimental, que dizia outra coisa!

• Em seguida os alunos foram solicitados a apontar no gráfico (que continuava projetado à vista de todos) o instante de tempo em que o valor a aceleração assumia o valor zero.

• Os alunos responderam que não havia esse instante.

• Perguntados sobre por que, então, haviam afirmado que a aceleração era zero quando o carrinho chegava no ponto mais alto, os alunos disseram, em grande maioria, que isso era óbvio e que não precisavam do gráfico para responder à questão.

Fora da sala de aula

Energia na decolagem de um avião

Eric Barros Lopes Refração e o Ensino de Óptica (2014)

O Efeito Coca-Cola

Por que não vemos a grossa parede de vidro da garrafa?

O Efeito Coca-Cola

como é como vemos

O Efeito Coca-Cola

nível da água

Um efeito semelhante

Refração e tamanho aparente

d

dap

n

ddap

Efeito Coca-Cola

O diâmetro aparente da Coca-Cola é maior que o diâmetro externo da garrafa.

Medida do índice de refração

35,125,3

39,4n erro < 2%

Vendo o índice de refração

água

óleo de

soja

Um refratômetro caseiro

escala graduada em n

limiar do efeito Coca-Cola

nível do líquido

cone

O peixe que sumiu no aquário

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