SEQUÊNCIA DIDÁTICA:

APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA DO CONCEITO DE ENERGIA NUCLEAR NO ENSINO MÉDIO

Marcos Antonio Cerqueira Santos

Produto da dissertação de mestrado apresentada ao programa de pós-graduação da Universidade Estadual de Feira de Santana no curso de Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física (MNPEF).

Orientadores: Pr. Dr. Rainer Karl Madejsky Profa Dra Gabriela Ribeiro P. Rezende Pinto

Feira de Santana Agosto de 2017

FICHA CATALOGRÁFICA

Ficha Catalográfica – Biblioteca Central Julieta Carteado

Santos, Marcos Antonio Cerqueira

S233a Sequência didática: aprendizagem significativa do conceito de energia

nuclear no ensino médio / Marcos Antonio Cerqueira Santos. - Feira de

Santana, 2017.

28 f.: il.

Orientadora: Gabriela Ribeiro P. Rezende Pinto

Coorientador: Rainer Karl Madejsky

Sequência didática – Universidade Estadual de Feira de Santana,

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2017.

1. Física - Ensino. 2. Energia nuclear. 3. Ensino médio I. Pinto,

Gabriela Ribeiro P. Rezende, orient. II. Madejky, Rainer Karl, coorient.

III. Universidade Estadual de Feira de Santana. IV. Título.

CDU: 372.8: 53

Sumário

Introdução ......................................................................................................................... 4

1 Referenciais ................................................................................................................. 6

1.1 Teoria de Ensino-Aprendizagem ....................................................................... 6

1.2 Referencial Epistemológico ............................................................................... 7

1.3 Caraterísticas da Sequência Didática ................................................................. 9

2 Atividades da Sequência Didática ............................................................................. 11

2.1 Esquema da Sequência Didática ...................................................................... 11

2.2 Detalhamentos das Atividades......................................................................... 12

Referências Bibliográficas ............................................................................................. 23

Apêndice A Questionário Investigativo ....................................................................... 26

Apêndice B Recurso Tecnológico – Animação/Simulação .......................................... 28

4

Introdução

Dentro da perspectiva de inserção de conceitos Física Moderna e

Contemporânea (FMC), que é uma necessidade crescente dentro do ensino de

Física no Ensino Médio, propomos uma Sequência Didática (SD), como

produto da dissertação do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física

(MNPEF). Esta SD busca inserir conceitos de Física Nuclear no Ensino Médio,

mais precisamente o tema Energia Nuclear.

Segundo Zabala (1998), as sequências didáticas dizem respeito como o

professor estrutura e organiza uma situação de aprendizagem e a sequência

de conteúdos. Quando se pensa numa sequência de ensino/aprendizagem,

pensa-se também no tipo de relações que se estabelece entre o estudante e o

professor na sala de aula. Dessa forma, Zabala (1998) afirma que, haverá

diferenças entre um ensino que foque no conteúdo de aprendizagem ou que dê

destaque às atitudes e habilidades.

A nossa Sequência Didática (SD) é focalizada nos conteúdos

conceituais, possuindo o ensino caraterizado numa tipologia de ensino de

conceitos e princípios.

Como os conceitos e princípios são temas abstratos, requerem uma compreensão do significado e, portanto, um processo de elaboração pessoal. Neste tipo de conteúdo são totalmente necessárias as diferentes condições estabelecidas anteriormente sobre a significância na aprendizagem: atividades que possibilitem o reconhecimento dos conhecimentos prévios, que assegurem a significância e a funcionalidade, que sejam adequadas ao nível de desenvolvimento, que provoquem uma atividade mental, etc. (ZABALA, 1998, p.81).

O estudo de Energia Nuclear (EN) é muito importante na formação

científica do estudante, pois na sua aprendizagem envolve conceitos como as

interações fundamentais da natureza; massa, energia e a relação entre eles,

fazendo uso da tão famosa equação de Einstein E = mc2; e principalmente

entender como se obtém energia na reação de fissão nuclear. Portanto esse

conceito é um dos pilares para a sua compreensão da natureza.

5

Esses assuntos, supracitados, quase nunca são trabalhados no Ensino

Médio, portanto, a proposta da SD é, além de tornar possível a inserção do

conceito de Energia Nuclear (EN) no Ensino Médio, também propiciar a

aprendizagem significativa de outros relacionados com a Física Nuclear.

O público alvo são estudantes do 3º ano do Ensino Médio. Essa é uma

etapa em que normalmente eles já viram conceitos básicos de física ou de

química que servem como âncoras para que seja possível a aprendizagem do

tema EN.

A grande questão a ser verificada na nossa SD é como propiciar a

aprendizagem significativa do conceito de EN em estudantes do 3º ano do

Ensino Médio. Portanto, avaliar o processo de ensino aprendizagem com

situações perguntas, durante todo o processo, é necessário para verificar se a

aprendizagem está acontecendo.

6

1 Referenciais

1.1 Referencial de Ensino-Aprendizagem

A teoria de aprendizagem que norteia esta SD é a Aprendizagem

Significativa de David Ausubel. Essa é uma concepção que focaliza a estrutura

cognitiva preexistente, propiciando um aprendizado baseado nesse

conhecimento prévio, denominado subsunçor e, se o objetivo for atingido, o

conhecimento fará sentido para o aprendiz.

Conforme Moreira (2011), para Ausubel, a aprendizagem deve ser

significativa, ou seja, a informação nova ou o novo conhecimento deve se

relacionar de maneira não-literal à estrutura cognitiva de quem aprende. Ou

seja, as informações novas devem se relacionar com conhecimentos prévios

relevantes. Se esse processo de aprendizagem for realizado de uma maneira

que, a nova informação agrega-se com os subsunçores, por interação, e a

estrutura cognitiva se organiza hierarquicamente, ela é denominada de

aprendizagem subordinativa, pois existiu uma relação de subordinação do novo

com o já existente na estrutura cognitiva.

De acordo com Segundo Ausubel (1963), quando se submete uma nova

informação a um determinado conceito ou proposição, a nova informação é

aprendida e o conceito ou proposição inclusiva sofre modificações, ocorrendo

subordinação. Este processo de inclusão, que ocorre uma ou mais vezes,

motiva o que ele chamou de “diferenciação progressiva” do conceito ou

proposição que engloba novas informações.

Na aprendizagem superordenada ou combinatória, as ideias estabelecidas na estrutura cognitiva podem tornar-se reconhecíveis enquanto relacionadas no curso da nova aprendizagem. Consequentemente, adquire-se a nova informação e os elementos existentes da estrutura cognitiva podem assumir uma nova organização e, portanto novo significado. Esta recombinação dos elementos da estrutura cognitiva denomina-se reconciliação integradora (AUSUBEL, 1963, p.104).

Para Ausubel (1963), toda a aprendizagem que resulta na reconciliação

integradora resultará também na posterior diferenciação dos conceitos ou

proposições existentes.

7

Segundo Ausubel (1963), a aprendizagem significativa ocorre quando o

estudante aprende a partir daquilo que ele já sabe e, também, quando existe

uma predisposição para essa aprendizagem. Logo, na nossa SD, levantamos

inicialmente conhecimentos prévios sobre energia, estrutura atômica e FN, e

identificamos a curiosidade dos estudantes, a partir de relatos escritos sobre

observação de vídeos, para que ele manifeste disposição para uma

aprendizagem sobre o tema.

Na ausência de subsuçores, Ausubel (1963) propõe o que chamou de

organizadores prévios, que é, segundo ele, uma proposta para manipular a

estrutura cognitiva, a fim de facilitar a aprendizagem significativa. Conforme

Moreira (2011, p. 163), “organizadores prévios são materiais introdutórios

apresentados antes do material a ser aprendido em si”.

Nesta SD, realizamos organizadores prévios sobre física de partículas,

interação forte e relação massa-energia para propiciar a diferenciação

progressiva do conceito de EN, entendendo como se obtém essa energia. A

reconciliação integradora também foi buscada, a partir da simulação de uma

usina nuclear, estudando fissão nuclear e transformações de energia, para

formar o conceito de EN.

Trata-se então de uma teoria de aprendizagem muito pertinente para a

aplicação em sala de aula, principalmente no estudo de Física, pois pode

ajudar na compreensão de fenômenos e situações do cotidiano do aluno,

dando sentido para eles em relação a símbolos, conceitos e proposições.

1.2 Referencial Epistemológico

Durante a SD proposta, deve-se estudar núcleos a partir da visão

quântica das interações entre partículas méson proposto por Yukawa, que,

segundo Schecheter e Bertulani (2007), sugeriu que a força nuclear originava-

se de partículas de massa de repouso finita entre núcleons. A partir daí, pode-

se analisar a estabilidade dos núcleos, entendendo o conceito de energia de

ligação nuclear.

Como em uma das etapas, estuda-se o funcionamento de uma Usina

Nuclear numa simulação computacional, é necessário que se entenda o que é,

como acontece e por que acontece a fissão nuclear. A proposta foi trabalhar

com os estudantes para o entendimento sobre fissão de maneira qualitativa a

8

partir do modelo da gota líquida proposto pelo físico russo George Gamow em

1928 e mais tarde expandido por Niels Bohr. Nesse modelo, segundo Sears et

al. (2009), os núcleos individuais são análogos a moléculas de um líquido, que

são mantidas unidas pelas interações de curto alcance e por efeitos de tensão

superficial.

Faz-se necessário também o uso da teoria da relatividade especial de

Albert Einstein (E = mc2), que relaciona dois conceitos físicos importantes,

massa e energia. Essa lei é de grande relevância para entender como se

obtêm a energia nuclear.

O estudo da relação massa-energia usado na SD se baseia na

interpretação filosófica que entende que massa e energia são propriedades

distintas, e, que, uma suposta conversão de uma em outra, é, simplesmente,

uma transformação de energia. Filósofos como Bondi & Spurgin (1987)

adotaram essa interpretação sendo, segundo Stanford (2012), a interpretação

deles sobre a relação massa-energia tem sido influente, especialmente entre

físicos envolvidos com a área educacional.

Como tem propriedades diferentes, massa e energia são medidas em

unidades diferentes. Ao estudar o efeito de diminuição de massa em física

nuclear, usa-se a unidade de energia com o termo c2 da equação E = mc2

embutido, energia e massa ficam com a mesma unidade, portanto,

aparentemente não existe distinção. A partir do entendimento dessa relação,

os estudantes podem chegar ao conceito de energia nuclear entendendo o

funcionamento de uma usina e como se consegue obter energia elétrica nesse

processo.

A ideia da SD é, ao aplicá-la, conseguir enriquecer o conhecimento do

estudante sobre conceitos relacionados com a Energia Nuclear. Como a

proposta é trabalhar para o entendimento sobre conceitos de FN de maneira

qualitativa, e, ao inferirem-se alguns conhecimentos prévios e a predisposição

dos estudantes para aprendizagem do tema, favorecendo a aprendizagem

significativa, isso deve possibilitar a construção de modelos baseado no

conhecimento científico existente.

9

1.3 Características da Sequência Didática

O esquema de losango didático, proposto por Méheut e Psillos (2005),

Figura 1, contém no seu eixo horizontal, a dimensão pedagógica, relacionando

professor ao aluno, e, no eixo vertical, a dimensão epistemológica, que

relaciona o conhecimento ao mundo material.

Figura 1 – Losango Didático de Méheut e Psillos (2005) Fonte: Scarpa, et al (2015)

Nossa sequência didática se enquadra em um grupo que entrelaça as

duas dimensões. Pois, além de se direcionar para o estudante, possui aspectos

epistemológicos fortes em relação à construção do conceito de massa e

energia. Portanto, a SD proposta neste trabalho é caraterizada por relacionar

aspectos pedagógicos do estudante e também na caracterização do

conhecimento.

São levados em consideração aspectos cognitivos do estudante, seus

conhecimentos prévios e a formação de conceitos baseada na aprendizagem

significativa de Ausubel. Além disso, aspectos epistemológicos também são

considerados, (o que ele pensa sobre massa e energia, física de partículas,

etc.), para proporcionar uma nova maneira de olhar para esses conceitos.

Para avaliar a eficácia da sequência, deverá ser utilizada uma

metodologia que observa o estudante durante todo o processo de

aprendizagem. Conforme Méheut e Psillos (2005), análises detalhadas dos

percursos de aprendizagem dos alunos podem ser usadas para discutir a

10

eficácia de uma situação específica de aprendizagem, além da avaliação

global de uma sequência, para testar hipóteses subjacentes ao desenho das

situações de aprendizagem e para melhorá-los.

Foram feitos questionamentos aos estudantes em cada uma das etapas

da sequência, em que, eles responderam de forma discursiva. Essas respostas

foram usadas para avaliar o processo de aprendizagem, se houve a

diferenciação progressiva, a reconciliação integradora e, consequentemente, a

aprendizagem significativa de novos conceitos. Assim, a própria SD foi sendo

testada.

11

2 Atividades da Sequência Didática

2.1 Esquema da Sequência Didática

A sequência didática foi composta com atividades que envolveram

aplicação de simulações computacionais, apresentação de vídeos, aulas

expositivas e leitura de artigos sobre conhecimentos relacionados com o tema.

Essas atividades foram construídas de forma que produzissem aprendizagem

significativa, com a aquisição de conceitos e proposições, para ocorrer

diferenciação progressiva e a reconciliação integradora.

Para a aplicação da SD, foi necessário que a escola tivesse recursos

como, projetores datashow, computadores e equipamentos audiovisuais que

permitissem a execução de vídeos, além de outros mais usuais como lousa e

pincel atômico.

Foram propostas cinco atividades, sendo duas delas com duração de

uma hora-aula cada e três com duração de duas horas-aula, portanto,

totalizando oito horas-aula.

As atividades propostas na SD envolvem recursos educacionais e

estratégias de ensino que permitam a aprendizagem do conceito de Energia

Nuclear, partindo do que o estudante já sabe e analisando a sua predisposição

para o aprendizado do tema. A partir daí, foi proposta uma sequência de

atividades direcionando conceitos mais inclusivos para menos inclusivos,

propiciando a diferenciação progressiva. Houve também, abordagens

diferentes sobre Energia Nuclear para que se alcançar a reconciliação

integradora.

A Figura 2, a seguir, mostra de forma sintética, as etapas da SD com os

respectivos conceitos de física envolvidos e os aspectos pedagógicos

relacionados com a aprendizagem significativa de Ausubel:

12

Figura 2 – Esquema da Sequência Didática

3.2 Detalhamento das Atividades

De forma mais detalhada, apresentamos, a seguir, as etapas da SD,

esclarecendo aspectos fundamentais de cada etapa, tais como: objetivos,

duração, recursos necessários, conceitos abordados, estratégias utilizadas,

implicação da atividade no referencial teórico pedagógico e a avaliação.

estrutura atômica

energia

massa

transformações de energia

utilização da física nuclear como alternativa de energia

partículas elementares

interações da natureza

núcleo

energia de ligação

energia nuclear

fissão nuclear

reator nuclear

reação em cadeia

E=mc2

reação nuclear

cinemática das reações

energia nuclear

Ap

rend

izag

em S

ign

ificativ

a

- Levantamento de conhecimentos prévios

- Identificação de subçunsores

- Predisposição para

aprendizagem

- Organizadores prévios

- Material potencialmente significativo

- Diferenciação progressiva

- Diferenciação progressiva

- Reconciliação integradora

- Material potencialmente significativo

- Diferenciação progressiva

13

Atividade 1 – Conhecimentos Prévios

Questionário Investigativo

1) O que você entende por energia? Quais as formas de energia que você

conhece?

2) Quais as interações da natureza?

3) O que você entende da expressão ?

4) Quais as grandes aplicações tecnológicas da física nuclear que você

conhece?

5) Explique de forma detalhada como podemos obter energia elétrica.

Quais as principais fontes?

6) Explique a estrutura atômica, indicando os seus principais constituintes.

Tabela 1 – Questionário Investigativo.

Atividade 1

Conhecimentos Prévios

Objetivos Levantar os conhecimentos prévios sobre conceitos

relacionados com energia nuclear.

Duração

1 aula

Recursos

questionário com perguntas/situações (Apêndice A)

Conceitos

energia, estrutura do átomo, massa e interações da natureza.

Estratégias

Cada estudante receberá um questionário com perguntas,

tabela 1, que deverão ser respondidas individualmente e de

forma escrita discursiva. Eles serão orientados a

responderem com suas próprias palavras.

14

Implicação no

Referente da

Teoria de

Aprendizagem

Levantamento de conhecimentos prévios para detectar os

subsunçores dos estudantes.

Avaliação

Será levada em consideração para avaliação a participação

do estudante ao responder as perguntas, independentemente

da resposta. O estudante terá sua nota da atividade de

acordo com o número total de perguntas que ele responder.

Atividade 2 – Vídeo

Figura 3 – Imagem congelada da reprodução do vídeo: Aula de Química Energia Nuclear – parte 1

Atividade 2

Vídeo

Objetivos Discutir sobre a importância da Energia Nuclear para a

sociedade tecnológica, identificando o interesse pelo tema.

Duração

1 aula

Recursos

Vídeos: Aula de Química Energia Nuclear – parte 1 e 2

(Representação da sua reprodução na Figura 3)

15

Conceitos

radiação, energia nuclear, reações nucleares e energia

elétrica.

Estratégias

Serão reproduzidos os vídeos, Aula de Química Energia

Nuclear – parte 1 e 2, disponíveis em

https://www.youtube.com/watch?v=VPtBK-0C4rk e

https://www.youtube.com/watch?v=umMT3h4HQzo

respectivamente. A reprodução dos dois vídeos tem duração

total de 18 minutos. Após a execução dos vídeos, os

estudantes deverão expor, com mediação do professor, as

suas principais observações sobre o que foi apresentado.

Implicação no

Referente da

Teoria de

Aprendizagem

Identificação da predisposição dos alunos para a

aprendizagem do tema.

Avaliação

Os estudantes serão avaliados a partir da sua participação no

debate em sala de aula, sendo levados em consideração os

critérios: intervenções, aprofundamento nas discursões e

novas ideias.

16

Atividade 3 – Estabilidade do Núcleo

Figura 4 – Mapa Conceitual para interações fundamentais (Moreira, M.A, Partículas e Interações, Física na Escola vol.5, no 2, pp 10-14,2014)

Atividade 3

Estabilidade do Núcleo

Objetivos

Conceituar a interação nuclear forte e entender a estabilidade

dos núcleos.

Duração

2 aulas

Recursos

projetor, computador, slides, quadro, pincel atômico e cópia

do mapa conceitual, Figura 4, sobre as Interações

17

Fundamentais (Moreira, M.A., 2004, Física na Escola, v5, n.2,

pp. 10-14).

Conceitos

estrutura atômica, interações da natureza, interação nuclear

forte, estabilidade nuclear, modelo de gota líquida.

Estratégias

Essa atividade deverá ser iniciada com uma exposição

através de apresentação de slides, estudando as

propriedades dos átomos. Ao final dessa exposição, será

apresentada aos alunos uma indagação:

Por que o núcleo se mantém unido?

A seguir será distribuída, aos estudantes, uma cópia do mapa

conceitual sobre Interações Fundamentais (Moreira, M.A.,

2004, Física na Escola, v5, n.2, pp. 10-14). Será dado um

tempo de 20 min para que os estudantes, em grupo de no

máximo cinco integrantes, leiam o mapa e discutam de forma

a encontrar a resposta para o problema. A resposta

formulada pelo grupo deverá ser apresentada para o restante

da classe.

Através da mediação do professor, os estudantes deverão

elencar no quadro as principais características da interação

nuclear forte.

Posteriormente, deverão ser discutidas a sua função na

estabilidade do núcleo. O professor deverá apresentar slide

contendo a carta de nuclídeos (Figura 5) e, provocará nova

discussão sobre a estabilidade nuclear.

A seguir, o professor deverá fazer uma exposição com slides,

abordando o modelo de gota líquida para o núcleo de uma

forma conceitual e não matemática. Discute-se, assim, a

curva obtida por esse modelo para a energia de ligação

média para os núcleos estáveis versus o número atômico.

Implicação no

Referente da

Nessa atividade, serão aplicados o mapa conceitual e aula

expositiva, como organizadores prévios, para obtenção de

18

Teoria de

Aprendizagem

conhecimentos sobre física de partículas e as interações da

natureza. A partir daí, proporcionar a diferenciação

progressiva do conceito de interação nuclear forte para

entender a estabilidade do núcleo.

Avaliação

Ao final da aula, cada estudante deverá responder de forma

escrita à pergunta: Por que o núcleo se mantém unido?

Essa resposta será usada como avaliação, tendo como

critério principal se apresenta as interações da natureza e a

relação da interação nuclear forte como responsável pela

estabilidade do núcleo.

Figura 5 – Carta de Nuclídeos Fonte: Fonte: http://images.slideplayer.com.br/5/1595627/slides/slide_8.jpg

19

Atividade 4 – Animação/Simulação de Usina Nuclear

Figura 6 – Imagem da Animação/Simulação Usina Nuclear

Fonte: https://esa21.kennesaw.edu/activities/nukeenergy/nuke.htm

Atividade 4

Animação/Simulação de Usina Nuclear

Objetivos

Destacar a utilização da usina nuclear como uma forma de

obtenção de energia, entendendo o seu funcionamento e o

processo de fissão nuclear, relacionando a energia de ligação

do núcleo com a energia liberada na reação.

Duração

2 aulas

Recursos

projetor, computadores, recurso tecnológico

Animação/Simulação de uma Usina Nuclear (representado na

Figura 6).

Conceitos

energia elétrica, modelo de gota líquida, transformação de

energia, usina nuclear, fissão nuclear, reação nuclear e

energia nuclear.

Estratégias

Os estudantes serão levados para sala de informática, onde

se organizarão em dupla, em cada computador. Inicialmente,

o professor deverá projetar a animação que explica a origem

da energia elétrica e as alternativas para gerar eletricidade,

20

além de apresentar fontes geradoras de energia, como:

hidrelétrica, termoelétrica e usina nuclear. A usina nuclear

ganhará destaque assim como os seus elementos e haverá

uma discussão sobre a importância da energia elétrica na

sociedade.

A seguir, os estudantes deverão manusear a simulação da

usina em que poderão controlar a potência do reator e os

controles de pressão e resfriamento, visualizando a obtenção

de energia elétrica.

Será apresentada uma pergunta aos estudantes:

De onde vem a Energia para o funcionamento da Usina

Nuclear?

Será feita uma revisão dos conceitos sobre interação nuclear,

abordando o modelo de gota líquida para o núcleo, com uma

abordagem conceitual e não matemática, discutindo a curva

obtida por esse modelo para a energia de ligação média para

os núcleos estáveis versus o número atômico (Figura 7).

A partir da análise gráfica da relação da energia de ligação

do núcleo com o número atômico, será estudado o processo

de fissão nuclear e como se obtém a energia nesses

processos.

Depois, será destinado um tempo de 25 min antes do término

da aula para que os alunos respondam, individualmente, de

forma escrita à pergunta.

Implicação no

Referente da

Teoria de

Aprendizagem

Diferenciação progressiva do conceito de energia de ligação,

entendendo a estabilidade do núcleo, modelo de gota líquida,

para a obtenção do conceito de Energia Nuclear. Estudando

a fissão, procura-se realizar a reconciliação integradora, para

formar o mesmo conceito.

Avaliação

As respostas da pergunta feita serão usadas como avaliação,

em que devem ser levados em conta se o aluno

compreendeu bem a relação entre a interação nuclear com a

energia liberada na reação de fissão.

21

Figura 7 – Energia de Ligação por nucleon Fonte: http://s3.amazonaws.com/magoo/

Atividade 5 – Relação Massa-Energia

Figura 8 – Equação da relação massa-energia de Einstein Fonte: http://images.iop.org/objects/phw/news

Atividade 5

Relação Massa Energia

Objetivos

Entender o processo de obtenção da Energia Nuclear através

da diminuição de massa, usando a equivalência massa-

energia de Einstein (Figura 8).

Duração 2 aulas

22

Recursos

artigo: Abrindo a Caixa Preta da Massa-Energia (Barcellos,

M.E. & Zanetic, J.), projetor, computador.

Conceitos

massa, energia, reação nuclear, energia nuclear.

Estratégias

Serão destinados 30 min para que os estudantes façam a

leitura do artigo Abrindo a Caixa Preta da Massa-Energia

(Barcellos, M.E. & Zanetic, J.). Depois, será aberta a

discussão, em 20 min, sobre as definições de massa e

energia e a relação E = mc2.

O professor deverá retomar a análise da obtenção da Energia

Nuclear na fissão, olhando agora para a diminuição de

massa, relacionando com a equação de Einstein.

A partir do conhecimento da relação massa-energia e das

transformações de energia envolvidas numa usina nuclear,

os estudantes farão reconciliação integradora para reforçar o

entendimento do conceito de Energia Nuclear.

Implicação no

Referente

Pedagógico

Reconciliação integradora, ao analisar o processo de

diminuição de massa numa reação nuclear, para formar o

conceito de Energia Nuclear.

Avaliação

Ao final da atividade, cada estudante deverá responder de

forma discursiva, o que ele entende por massa, energia e a

relação entre eles numa reação de fissão nuclear. A resposta

dessa pergunta que deverá usada como avaliação, sendo

que os aspectos de argumentação deverão ser usados como

critérios de nota.

23

Referências Bibliográficas

ARAÚJO, Denise Lino de. O que é (e como faz) sequência didática?

Entrepalavras, Fortaleza – ano 3, v.3, p. 322-334, jan/jul 2013.

AUSUBEL, David Paul; NOVAK, Joseph. D.; HANESIAN, Helen. Psicologia

Educacional. Tradução de Eva Nick et al. Interamericana. Rio de Janeiro, 1980.

BARCELLOS, Elis Marcília; ZANETIC, João. Abrindo a Caixa Preta da Massa-

Energia. Programa de Mestrado em Ensino de Ciências – modalidade Física

USP/ Instituto de Física.

CHUNG, K. C., Introdução à Física Nuclear, editora UERJ, 2001.

DORNELES, Pedro F. T.; ARAUJO, Ives S.; VEIT, Eliane A. Simulação e

modelagem computacionais no auxílio à aprendizagem significativa de

conceitos básicos de eletricidade: Parte I – circuitos elétricos simples. Instituto

de Física – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira do

Ensino de Física, vol. 28, no. 4, p.487-496, (2006)

DORNELES, Pedro F. T.; ARAUJO, Ives S.; VEIT, Eliane A. Simulação e

modelagem computacionais no auxílio à aprendizagem significativa de

conceitos básicos de eletricidade: Parte II – circuitos RLC. Instituto de Física –

Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira do Ensino de

Física, vol. 28, no. 4, p.487-496, (2006).

EISBERG, Robert; RESNICK, Robert. Física Quântica: Átomos, Moléculas,

Sólidos, Núcleos e Partículas. Tradução de Paulo Costa Ribeiro, Enio Frota da

Silveira de Marta Feijó Barroso – Rio de Janeiro; Elsever, 1979 – 35ª

reimpressão.

GIORDAN, Marcelo; GUIMARÃES, Yara A. F.; MASSI, Luciana. Uma análise

das abordagens investigativas de trabalhos sobre sequências didáticas:

tendências no ensino de ciências. Universidade de São Paulo/Faculdade de

Educação –SP/FEUSP – Programa Interunidades em Ensino de Ciências.

24

GOMES, Renata Lopes Saleme do Valle. Uma Sequência Didática sobre o

Tema Energia Nuclear – Proposta de Inserção de Tema de Física Moderna e

Contemporânea no Ensino Médio. Monografia apresentada no curso de

Graduação de Licenciatura em Física da Universidade Federal Fluminense.

Niterói. 2013.

MÉHEUT, Martine; PSILLOS, Dimitris. As sequências de ensino-aprendizagem:

Objetivos e instrumentos para a pesquisa em educação científica. Université

Paris 7, France anda Aristotle University of Thessaloniki, Greece.

MOREIRA, Marco Antonio. 2011. Teorias de Aprendizagem. São Paulo. EPU.

MOREIRA, Marco Antonio. Física de Partículas: uma abordagem conceitual &

epistemológica, 1ª edição, São Paulo, Editora Livraria da Física, 2011.

MOREIRA, Marco Antonio. O Modelo Padrão da Física de Partículas, Revista

Brasileira do Ensino de Física, v. 31, n. 1, 1306, 2009.

MOREIRA, Marco Antonio. Unidades de Ensino Potencialmente Significativas –

UEPS. http://www.if.ufrgs.br/~moreira/UEPSport.pdf. Instituto de Física –

UFRGS.

MOREIRA, Marco Antonio; MASINI, Elcie F. Salzano. Aprendizagem

Significativa: A teoria de Ausubel. São Paulo: Centauro, 2001.

OLIVEIRA, Fábio Roberto Lessa de. A Formação de Elementos Químicos por

Fusão Nuclear. Da Concepção Espontânea ao Fato. Trabalho de Conclusão de

Curso, Faculdade de Física – Unicam. Campinas, 2011.

OSTERMANN, Fernanda; RICCI, Trieste F. Relatividade Restrita no Ensino

Médio: Os conceitos de Massa Relativística e de Equivalência Massa-Energia

em Livros Didáticos de Física. Instituito de Física. Universidade Federal do Rio

Grande do Sul. Porto Alegre.

PEREIRA, Grazielle Rodrigues; FILHO, Marcus Valerio Bouzada; NEVES,

Marcelo Azevedo. Um Estudo sobre a Inserção do Tema “Energia Nuclear” no

Ensino Médio de Municípios da Baixada Fluminense-RJ. VII Enpec-Encontro

Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Florianópolis. 8 de

Novembro de 2000.

25

SCHAPPO, Maurício Girardi. Um Modelo Concreto para o Estudo da

Estabilidade Nuclear no Ensino Médio. Departamento de Física, Universidade

Federal de Santa Catarina, Florianópolis/SC. Física na Escola, v. 11, n. 2,

2010.

SEARS, F. W., ZEMANSKY, M. W., Física IV. São Paulo: Editora Pearson, 12ª

edição, 2009.

SOUSA, Maria Gomes de. Aprendizagem Significativa Crítica de Tópicos de

Física Nuclear por meio de Aula de Campo. Dissertação de Mestrado em

Ensino de Ciências da Universidade Federal de Mato Grosso. 2012.

SOUZA, M. A. M.; DANTAS, J. D. Fenomenologia Nuclear: Uma Proposta

Conceitual para o Ensino Médio. Departamento de Física – Universidade

Federal da Paraíba. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 27, n. 1: p. 136-

158, abr. 2010.

STANFORD, The Stanford Encyclopedia of Philosophyikipédia. Disponível em

<https://plato.stanford.edu/archives/spr2012/entries/equivME/>.

VALENTE, Lígia; BARCELLOS, Marcília Elis; SALÉM, Sônia; KAWAMURA,

Maria Regina. Física Nuclear: Caminhos para Sala de Aula. XI Encontro de

Pesquisa em Ensino de Física. Curitiba. 2008.

ZABALA, Antoni. A Prática Educativa: como ensinar. Tradução Ernani F. da F.

Rosa – Porto Alegre: ArtMed, 1998.

A

a

26

Apêndice A

Atividade 1 – Conhecimentos Prévios

Identificação

numérica

Questionário Investigativo

Instruções: Responda às seguintes perguntas de forma discursiva da melhor

maneira possível. Não foque encontrar a resposta correta, mas sim o que

realmente vêm a sua mente sobre os assuntos.

1) O que você entende por energia? Quais as formas de energia que você

conhece?

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

_________________________________________________________

2) Quais as interações da natureza?

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

_________________________________________________________

3) O que você entende da expressão ?

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

_________________________________________________________

27

4) Quais as grandes aplicações tecnológicas da física nuclear que você

conhece?

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

_________________________________________________________

5) Explique de forma detalhada como podemos obter energia elétrica.

Quais as principais fontes?

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

_________________________________________________________

6) Explique a estrutura atômica, indicando os seus principais constituintes.

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

_________________________________________________________

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

28

Apêndice B

Recurso Tecnológico – Animação/Simulação

Requerimentos Técnicos:

Memória Ram: 256MB;

Processador: Celeron Intel ou equivalente;

Navegador (Browser);

Plugins: Flash MX, Java(TM) Version 1.4.1.

Título: Simulador de uma planta de uma usina Nuclear

Tipo do recurso: Animação/Simulação/Jogo

Objetivo: Fixar os conceitos apresentados na aula.

Descrição do recurso: O jogo disponibiliza os controles de uma usina. O

aluno poderá controlar a potência do reator e os controles de pressão e

resfriamento.

Endereço eletrônico: http://www.ae4rv.com/

Detentor do direito autoral: Geoffrey Noles

Licença: Versão Grátis e Versão Paga

URL: https://esa21.kennesaw.edu/activities/nukeenergy/nuke.htm(Versão

Online)

Idioma: Inglês