INSTRUMENTO DE SUBSUNÇÃO PARA O ENSINO DE CONCEITOS DE MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME E DE MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES NO CONTEXTO DA TEORIA AUSUBELIANA

Apresentamos uma sequência de aprendizagem para o ensino de conceitos básicos do movimento harmônico simples (MHS) e do movimento circular uniforme (MCU), voltada para estudantes da segunda série do Ensino Médio. A sequência de aprendizagem é, de fato, o que se denomina um candidato a instrumento de subsunção, cujo conceito é definido no interior de uma metodologia geral para a aplicação da teoria ausubeliana. De acordo com essa metodologia, os candidatos a instrumento de subsunção são construídos com base em esquemas de subsunção. Os esquemas consistem em dois conjuntos de conceitos – um conjunto de potenciais subsunçores e um conjunto de potenciais subsumíveis – conectados por uma ou mais relações definidoras.  Os candidatos a instrumento de subsunção consistem em conjuntos de estratégias e recursos didáticos articulados em função dos esquemas propostos. Dentre esses recursos e estratégias estão um pêndulo cônico – o qual utilizamos para produzir, fisicamente, uma conexão sincrônica entre instâncias do MHS e do MCU, a partir da observação do movimento das sombras ortogonalmente projetadas em anteparos – e o programa Tracker – que gera gráficos das funções horárias para as posições, velocidades e acelerações associadas aos movimentos. A sequência de aprendizagem permite ensinar, sucessivamente, os conceitos de frequência, período e amplitude, no MHS (a partir do MCU); as funções horárias da posição, da velocidade e da aceleração e o conceito de força restauradora, no MHS (a partir do MCU); culminando em uma derivação “semi-empírica” para as expressões da aceleração e da força centrípetas, no MCU (a partir do MHS)

Pontes conceituais: uma sequência didática para o Eletromagnetismo no Ensino Médio como proposta de introdução à Física Moderna

In the research field of physics teaching there are a wide literature regarding the possibilities and obstacles to include topics of XXth Century physics (and beyond) in brazilian High School. However, these researches are disperse, generally sustaining just their own approach and, sometimes, proposing only specific approaches.Thus, the literature indicates that we seem far from having modern and contemporaneous physics (MCP) as a meaningful part of the curricula. The present work deals with the theoretical bases of learning using the Conceptual Field Theory of Vergnaud, as a means do sustain, in a systemic way, the possibility that historical and philosophical elements of Science (and of physics) can begin to play a structrual role in planning a course or in the curriculum, instead of working just as a context for teaching disciplines, thus giving meaning to more advanced areas of physics. As a concrete example of these ideas, we presesnt an experimental instructional product (didactic sequence) using the teaching of Electromagnetism by means of Maxwell’s equations from a historical and phenomenological approach. We found, after the application of the didactic sequence, that one of the major problems in addressing MCP comesfrom the absence of a unified narrative, which does not bypass the metaphysical, ontological and epistemological conflicts of the field. We thus criticize the traditional curriculum for, in general, segment the various fields of physics and, thus, make it structurally more difficult whichever pedagogical trial to teach topics that were originally developed by the unification or superation of one worldview.São encontradas, notadamente na área de Pesquisa em Ensino de Física, investigações acerca das possibilidades e das dificuldades de inclusão dos tópicos de física do século XX (em diante) no Ensino Médio brasileiro. Essas investigações se dão, no entanto, em ritmo cadenciado, mormente defendendo sua necessidade e, às vezes, propondo abordagens pontuais. Entretanto, o que a literatura também indica é que parece distante termos a física Moderna e Contemporânea (FMC) como parte significativa dos programas e currículos escolares. O presente texto intenta discutir bases teóricas de aprendizagens por meio da Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud, com o intuito de defender de maneira sistêmica a possibilidade de que os elementos histórico-filosóficos da ciência (e da física) possam deixar de figurar como contextualizadores, complementos ou adereços, para assumir uma posição de matriz estruturante de um plano de curso ou currículo, capaz de dar significado aos campos mais avançados da física. Como exemplo disso, descrevemos um produto educacional experimental (sequência didática) destinado à aplicação no Ensino Básico, com vistas a dar significado ao Eletromagnetismo pela compreensão das Equações de Maxwell por um viés histórico-fenomenológico. O presente trabalho constatou, após a aplicação da sequência didática, que um dos maiores problemas em abordar a FMC é a falta de construção de uma narrativa única, que respeite os conflitos metafísicos, ontológicos e epistemológicos desse saber. Critica-se, assim, o currículo tradicional por, em geral, segmentar os ramos da física e, assim, dificultar estruturalmente qualquer tentativa pedagógica de temas que só foram desenvolvidos originalmente pela unificação ou superação de uma visão de mundo

Didactic instrument for teaching concepts of simple harmonic motion and circular motion in the context of ausubelian meaningful learning

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação de Mestrado Profissional em Ensino de Física, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2022.Nesse trabalho apresentamos uma proposta de sequência didática para o ensino de conceitos básicos do Movimento Harmônico Simples para turmas de segunda série do Ensino Médio. O fundamento teórico que dá sustentação ao trabalho consiste na Teoria Ausubeliana de Assimilação, juntamente com uma metodologia geral para implementação da teoria, baseada nos conceitos de Esquema de Subsunção e Instrumento de Subsunção. Partimos dos elementos descritos do Movimento Circular Uniforme, identificados como subsunçores, contribuindo como fundamentos para desenvolvimento dos conceitos análogos como período, frequência, aceleração e força. Toda sequência se articula em torno da assimilação entre os conceitos do Movimento Circular Uniforme e Movimento Harmônico Simples. Para realizar a relação entre os dois movimentos, utilizamos um pêndulo cônico em movimento para formação de uma sombra que, em diferentes perspectivas, revela dois movimentos diferentes, o circular, no plano, e o harmônico, em uma linha reta. A partir da sombra, utilizamos o software Tracker, que analisa e gera gráficos do movimento em diferentes variáveis. A geração dos gráficos e as funções horárias indicam equações semelhantes para os dois movimentos, estabelecendo a conexão entre eles. Observamos, a partir dos resultados da aplicação da sequência didática, que, ao se utilizar os conceitos do Movimento Circular Uniforme para ensinar os elementos do Movimento Harmônico Simples, os alunos demonstraram resultados mais satisfatórios no que se refere à aprendizagem significativa, além de demonstrarem maior motivação para o aprendizado.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).In this work we present a proposal of a didactic sequence developed to teaching basic concepts of Simple Harmonic Motion for students of Second Grade of High Scholl. The theoretical foundations adopted consists in the Ausubelian Theory of Assimilation, complemented with a general methodology for the implementation of the theory, based on the concepts of Subsumption Scheme and Subsumption instrument. We start from the concepts provided by Uniform Circular Motion in the plane that we identified as subsumers for the analogous concepts of period, frequency, acceleration and force. The entire sequence is based on the articulation between the concepts of Uniform Circular Motion and the Simple Harmonic Motion. To realize the relation between them, we use a conic pendulum in motion to construct a mobile shadow that, in different perspectives, reveals two different motions: the circular, in the plane, and the harmonic, in a straight line. Based on the shadows, we use the software Tracker to analyze and produce graphs of the motions in different variables. The production of the graphs and of the time functions points to similar equations for both motions, establishing the connections between them. We have observed, from the results of the application of the didactic sequence, once we use Uniform Circular Motion to teaching Simple Harmonic Motion, the students show more significant results concerning meaning learning. Moreover, they show bigger motivation for learning

Characterisation of microbial attack on archaeological bone

As part of an EU funded project to investigate the factors influencing bone preservation in the archaeological record, more than 250 bones from 41 archaeological sites in five countries spanning four climatic regions were studied for diagenetic alteration. Sites were selected to cover a range of environmental conditions and archaeological contexts. Microscopic and physical (mercury intrusion porosimetry) analyses of these bones revealed that the majority (68%) had suffered microbial attack. Furthermore, significant differences were found between animal and human bone in both the state of preservation and the type of microbial attack present. These differences in preservation might result from differences in early taphonomy of the bones. © 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved