Um estudo dos invariantes operatórios mobilizados por estudantes da terceira série do Ensino Médio sobre o efeito fotoelétrico

Este trabalho tem por objetivo apresentar os invariantes operatórios mobilizados por alunos da terceira série do Ensino Médio sobre o efeito fotoelétrico em situações didáticas. A aplicação desse estudo ocorreu em um colégio particular da cidade de Nova Esperança – Paraná, no ano de 2019. Como sujeitos da pesquisa, participaram quarenta e três alunos da terceira série do Ensino Médio. Com base em nossos objetivos de pesquisa, para a constituição dos dados, realizamos uma observação participante e, como instrumento de coleta de dados, utilizamos questionários. Para este artigo, selecionamos três questões, aplicadas ao longo de uma atividade didática, nas quais abordamos sobre o efeito fotoelétrico. Inicialmente, discutimos o processo de eletrização de um eletroscópio e as possí­veis formas de descarregá-lo. Na sequência, apresentamos novamente o experimento e pedimos para que testassem descarregar com uma fonte de luz (lanterna do celular e Luzes de LED coloridas). Após esse momento, promovemos uma discussão acerca dos conceitos que envolvem o efeito fotoelétrico. Em nossa análise, a maioria dos invariantes operatórios mobilizados no primeiro momento, antes da realização do experimento, consideravam que a luz, por não ser partí­cula e sim uma onda, não seria capaz de interagir com os elétrons e descarregar o eletroscópio. Ao serem questionados novamente, após testarem experimentalmente a luz descarregando o eletroscópio, percebe-se uma diversidade de conceitos e teoremas-em-ação mobilizados, os quais buscam em seus esquemas já existentes, encaixar o que foi observado. Por fim, na análise da terceira atividade didática, após a investigação experimental e conceitual do efeito fotoelétrico, percebe-se a mobilização de invariantes operatórios mais próximos do conhecimento cientí­fico. Sem a pretensão de esgotar o assunto, esperamos que os resultados encontrados contribuam para uma melhor compreensão dos invariantes operatórios sobre efeito fotoelétrico e subsidiem caminhos para abordar a Fí­sica Moderna, em especial a Fí­sica Quântica, no Ensino Médio

A Transposição Didática do Equivalente Mecânico do Calor nos Livros Didáticos de Física

O presente trabalho teve como principal objetivo fazer uma análise comparativa, por meio dos pressupostos teóricos da Transposição Didática, de como o tema equivalente mecânico do calor foi apresentado por James Prescott Joule e de que forma ele é abordado pelos livros didáticos de Física do Ensino Médio. Após uma revisão bibliográfica em que foi feita uma leitura dos textos originais de Joule, escritos em meados do século XIX, verificou-se que esse tema sofre uma despersonalização, desincretização e descontextualização, pelos livros didáticos, acarretando em um saber desprovido de seu contexto histórico e epistemológico. Além disso, os livros divulgam inúmeras distorções e simplificações quanto às imagens utilizadas para ilustrar o famoso experimento de Joule, o calorímetro das pás. Essas conclusões servem como um alerta para aqueles que utilizam os livros didáticos como referenciais teóricos no ensino, uma vez que eles reduzem a história da ciência a nomes, datas e procuram reafirmar posições indutivistas

A ROBÓTICA EDUCACIONAL EM AULAS DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO COMO UM RECURSO PARA MELHORAR O PENSAMENTO CRÍTICO DOS ALUNOS

O texto constitui-se de uma atividade elaborada e aplicada com o auxílio da Robótica Educacional, um recurso que pode ser utilizado na prática pedagógica dos educadores que trabalham com a Física. Para o desenvolvimento deste estudo, fundamentou- se em trabalhos que tratam da aprendizagem a partir da construção de robôs. Esta, por sua vez, verificou se as atividades desenvolvidas colaboraram para o promover do pensamento crítico. O público alvo foram 20 alunos do Ensino Médio de uma escola pública estadual de Campo Mourão. O objetivo foi construir e programar utilizando o Arduino, um circuito com sensor ultrassônico para compreender como um carro-robô funcionaria, um importante processo para o ensino e aprendizagem dos alunos. Os resultados mostram que houve uma melhora no pensamento crítico dos discentes envolvidos

Contribuições expressas por meio de Estratégias de Ensino Metacognitivas sobre o conceito de calor através de Invariantes operatórios mobilizados por alunos do Ensino Médio

Este trabalho tem por objetivo apresentar por meio de alguns invariantes operatórios mobilizados pelos alunos da segunda série do Ensino Médio as contribuições originadas pela aplicação de Estratégias de Ensino Metacognitivas. Estes resultados fazem parte de uma pesquisa maior de doutorado a qual buscou identificar quais contribuições que estratégias de ensino metacognitivas têm para trabalhar com os invariantes operatórios sobre o conceito de calor de alunos da segunda série do Ensino Médio. A aplicação deste estudo ocorreu em uma escola pública da cidade de Jardim-Mato Grosso do Sul, no ano de 2021, período de volta ao presencial em meio a pandemia da COVID-19. Participaram desta pesquisa trinta e oito alunos, dos quais foram analisadas apenas as respostas de vinte e um alunos que participaram de todas as aulas desenvolvidas. Em termos metodológicos, a pesquisa se desenvolveu por meio de uma observação participante, tendo como instrumento de coleta de dados um questionário aplicado em três momentos distintos guiados pelas estratégias de ensino metacognitivas. Para este artigo, selecionamos apenas uma das questões presente no questionário em que o fenômeno térmico se fazpresente cuja pretensão era a compreensão e aplicação da concepção do calor como o nome convencional de um processo. A análise dos dados se perpetua pelos pressupostos da Teoria dos Campos Conceituais, na qual buscou-se evidenciar os invariantes operatórios (conceitos-em-ação e teoremas-em-ação) manifestados pelos alunos ao responderem as diferentes situações presentes no questionário. Os resultados identificados permitem inferir que as estratégias de ensino metacognitivas utilizadas potencializaram a construção de novos invariantes operatórios necessários para a compreensão dos processos microscópicos envolvidos nos fenômenos físicos associados com o calor. Além disso, mostram-se pertinentes para o processo de tomada de consciência de seus conhecimentos, de seus colegas e da ciência.This work aims to present, through some operational invariants mobilized by the students of the second year of high school, the contributions originated by the application of Metacognitive Teaching Strategies. These results are part of a larger doctoral research which sought to identify what contributions metacognitive teaching strategies have to work with operative invariants on the concept of heat in second grade high school students. The application of this study took place in a public school in the city of Jardim-Mato Grosso do Sul, in the year 2021, a period back to face-to-face amid the COVID-19 pandemic. Thirty-eight students participated in this research, of which only the responses of twenty-one students who participated in all the developed classes were analyzed. In methodological terms, the research was developed through participant observation, having as a data collection instrument a questionnaire applied in three different moments guided by metacognitive teaching strategies. For this article, we selected only one of the questions present in the questionnaire in which the thermal phenomenon is present, whose intention was to understand and apply the concept of heat as the conventional name of a process. Data analysis is perpetuated by the assumptions of the Theory of Conceptual Fields, in which we sought to highlight the operational invariants (concepts-in-action and theorems-in-action) manifested by the students when answering the different situations present in the questionnaire. The identified results allow us to infer that the metacognitive teaching strategies used potentiated the construction of new operational invariants necessary for the understanding of the microscopic processes involved in the physical phenomena associated with heat. In addition, they are relevant to the process of becoming aware of their knowledge, their colleagues and science

A história da evolução do conceito físico de energia como subsídio para o seu ensino e aprendizagem – parte II

This paper aims to show the essential aspects of the development of the physical concept of energy, in order to subsidize the choice of teachers on the best way to understand and teach this concept, and it is divided into two parts. Firstly, we have shown some contributions by Thomas Young, Johann Bernoulli, Galileo Galilei, René Descartes and Leibniz, and how was the evolution of the physical concept of energy in the context of machines and beyond the mechanics. In the second and final part, we have finished our analysis presenting some decisive contributions of Joule and Kelvin for the correct and modern formulation of the principle of conservation of energy and, consequently, of the physical concept of energy. Then, we have given our suggestion on how to approach this concept in the classroom.Este artigo tem como objetivo mostrar os aspectos essenciais do desenvolvimento do conceito físico de energia, para subsidiar a escolha dos professores quanto à melhor maneira de compreender e ensinar esse conceito, e está dividido em duas partes. Na primeira, mostramos algumas contribuições de Thomas Young, Johann Bernoulli, Galileu Galilei, René Descartes e Leibniz, e apresentamos como se deu a evolução do conceito físico de energia no contexto das máquinas e para além da mecânica. Nesta segunda e última parte, encerraremos a nossa análise apresentando algumas contribuições decisivas de Joule e Kelvin para a formulação correta e moderna do princípio de conservação de energia e, consequentemente, do conceito físico de energia. Em seguida, daremos a nossa sugestão de como abordar esse conceito em sala de aula.

A história da evolução do conceito físico de energia como subsídio para o seu ensino e aprendizagem – parte I

This paper aims to show the essential aspects of the development of the physical concept of energy, in order to subsidize the choice of teachers about the best way to understand and teach this concept. We will study the thought of some of the main scientists who were interested on the subject, and the emerging debates around this topic. The paper is divided in two parts. Firstly, some contributions of Thomas Young, Johann Bernoulli, Galileo Galilei, René Descartes and Leibniz will be analyzed. Moreover, the evolution of the physical concept of energy in the context of machines and beyond the mechanics will be presented. The main idea that guides the discussion of this text is the fact that the development of the physical concept of energy is closely related to the development of the principle that there is a "constancy in the midst of change". That is, something is always constant despite changes in the environment.Este artigo tem como objetivo mostrar os aspectos essenciais do desenvolvimento do conceito físico de energia, para subsidiar a escolha dos professores quanto à melhor maneira de compreender e ensinar esse conceito. Estudaremos o pensamento de alguns dos principais cientistas que se interessaram sobre este tema e os debates criados. O artigo está dividido em duas partes. Nesta primeira parte, analisaremos algumas contribuições de Thomas Young, Johann Bernoulli, Galileu Galilei, René Descartes e Leibniz. Além disso, mostraremos como se deu a evolução do conceito físico de energia no contexto das máquinas e para além da mecânica. A ideia principal que norteia a discussão do texto é o fato do desenvolvimento do conceito físico de energia estar intimamente relacionado com o desenvolvimento do princípio de que há uma “constância no meio de mudança”. Ou seja, algo sempre fica constante apesar das mudanças do meio