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Tendências atuais no ensino de Física básica:

Prof. Dr. Maurício Pietrocola

Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da

Faculdade de Educação da USP

quinta-feira, 22 de julho de 2010

ENSINO ATUAL DE FÍSICADesperta 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?


Currículo Atual• Mecânica newtoniana;

• 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!!


Fuvest 2005

“Um satélite artificial, em órbita circular em torno da Terra, mantém um período que depende de sua altura em relação à superfície da Terra. Determine

a) o período T0 do satélite, em minutos, quando sua órbita está

muito próxima da superfície. (Ou seja, está a uma distância do centro da Terra praticamente igual ao raio da Terra).

b) o período T4 do satélite, em minutos, quando sua órbita está

a uma distância do centro da Terra aproximadamente igual a quatro vezes o raio da Terra.”


RESOLUÇÃO


Aspectos valorizados

Conceituais

Reter nomes, funções de objetos conceituais

Resolução de exercícios

Aplicação de algoritmo


Ênfases Curriculares

Saber Científico

Saber sobre a Ciência

Saber sobre os Usos da Ciência


Tendências de Atualização

Física contextualizada em problemas de relevância social - PCNs

Novas Tecnologias

Modernização de conteúdos - Física Moderna e Contemporânea

Dimensão epistemológica da ciência


RISCOS NAS MUDANÇAS

Ser guiado por “modismos” - valor do projeto social

Propor mudanças Utópicas- limites do sistema didático


ProfessorAluno

Saber

Sistema didático


Transposição Didática

Saber Sábio - textos científicos

≠Saber a Ensinar

manuais/livros didáticosprogramas

Saber Ensinado -aula

Noosfera


Saberes Escolares ≠ Saberes Científicos

CondicionantesRedução do tempo

necessidade de simplificação

Dilemasa)proximidade dos processos reaisou

b)abandoná-los em prol de objetivos educacionais

Riscosa)inviabilidade temporal, inadequaçãob)descaracterização do saber


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


“Sobrevivência dos Saberes”

ConsensoAtualidade

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


Tendência Atual

Inserção de Física Moderna e

contemporânea


Por que Física Modernas?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


Seleção de conteúdos1. Introdução à Teoria Quântica

2. Mundo do muito pequeno: Física Nuclear e de

Partículas

3. Teoria da Relatividade

“Estranhamento” em relação ao mundo vivencial


Produção, aplicação e avaliação de Seqüências de Ensino

Temas:Dualidade onda-partículaPartículas elementaresTeoria da Relatividade

Público Estudantil: 15 a 17 anos (final da escola secundária

Tempo: 2 aulas semanais durante 28 semanas


• Filmagens• Análise documental

Textos escritos

Exames

Atividades propostas

Exercícios

• Entrevistas

Tomada de dados/Análise


Siqueira, 2006 - 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

Dados e Análise


Resultados

1. Pesquisa

• Dissertações, teses, artigos

2. Intervenção• Produção de material de ensino,

Proposta curricular de São paulo


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Física Proposta Curricular do Estado de São Paulo

48

1ª Série 2ª Série 3ª Série

1º Semestre Movimentos: varia-ções e conservações

Calor, ambiente e usos de energia

Equipamentos elétricos

2º SemestreUniverso, Terra e vida

Som, imagem e comunicação

Matéria e radiação

Nos quadros que seguem apresentamos uma proposta de organização dos conteúdos

escolares por meio de cada tema estruturador, dos conteúdos gerais e específicos.

produção e o tratamento de imagens são alguns

dos principais temas da atualidade. Desde as câ-

meras analógicas até as modernas imagens digi-

tais em equipamentos eletrônicos, há um grande

numero de tópicos passíveis de serem tratados

pela Física. Assim, Som, imagem e comunica-ção passam a constituir um quarto tema.

Os fenômenos elétricos e magnéticos

encontram-se presentes no cotidiano de todos,

em uma infinidade de equipamentos e aparelhos

cujo funcionamento depende de correntes elé-

tricas. Lâmpadas, eletrodomésticos, aparelhos de

som, celulares, assim como os complexos siste-

mas de geração e distribuição de energia elétrica

são possíveis em virtude dos campos eletromag-

néticos no interior dos materiais condutores e

isolantes. Assim, Equipamentos elétricos pas-

sam a constituir um quinto tema.

Matéria e radiação são o sexto e último

tema, que visa a aproximar os estudantes do

Ensino Médio dos desenvolvimentos recentes

da Física. Nesse tema, será tratada a organiza-

ção microscópica da matéria e sua relação com

as propriedades macroscópicas conhecidas, a

exemplo das condutividades térmica e elétrica.

A radiação e as formas de emiti-la e absorvê-

la são responsáveis por parte importante das

tecnologias modernas e seus benefícios, como

em certas lâmpadas e equipamentos de trata-

mento e diagnóstico médico e com os perigos

de que é preciso ter consciência.

As partículas elementares permitem ques-

tionar a elementaridade do átomo e a necessi-

dade de rever o sonho, perseguido desde antes

da Antiguidade grega, de encontrar o “bloco

fundamental da matéria”. Os componentes ele-

trônicos de processamento e armazenamento da

informação são outros assuntos propícios a um

tratamento físico neste bloco.

A proposta de temas e sua distribuição

ao longo dos três anos do Ensino Médio é

mostrada na tabela seguinte.

Grade Curricular de Física - São Paulo


matéria: Física série: 3a bimestre: 3a Quarta prova data: 19/07/08

caderno do

ensino médio

3º bimestre

PROFESSOR

3ª SÉRIE

FÍSI

CA- 2008

ensino médioensino médio


matéria: Física série: 3a bimestre: 3a Quarta prova data: 19/07/08

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 – Identi!cando 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 "nais 55


caderno do

ensino médio

4º bimestre

PROFESSOR

3ª SÉRIE

FÍSI

CA- 2008

ensino médioensino médio

Fisica_3A_4bi.indd 1 2/9/2008 10:59:04


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

Fisica_3A_4bi.indd 4 2/9/2008 10:59:05


Algumas Atividades


• 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


22/07/10 12:16RIVED - Modulos de Ensino — NÚCLEO DE PESQUISAS EM INOVAÇÃO CURRICULAR

Página 1 de 2http://nupic.iv.org.br/portal/modulos

RIVED - Modulos de EnsinoRIVED - Modulos de Ensino e Objetos de Aprendizagem

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ASTRÔNOMO MIRIM

Guia do ProfessorGuia do Aluno

Objeto de Aprendizagem

Animação para Macintosh Animação para Windows

EFEITO FOTOELÉTRICO

Guia do ProfessorGuia do Aluno

Objeto de Aprendizagem

Animação para Macintosh Animação para Windows

DARDOS QUANTICOS

Guia do Professor (ANEXOS)Guia do Aluno

Objetos de Aprendizagem

Animação para MacintoshAnimação para Windows

ENTREVISTA COM UM ELÉTRON


Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da Faculdade de

Educação da USP

WWW.NUPIC.INCUBADORA.FAPESP.BR


OBRIGADO!!


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