MNPEF - Mestrado Profissional em Ensino de Física em Rede Nacional

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Abordagens interdisciplinares no ensino de física: o conceito de energia e fenômenos de rotação aplicados a diferentes áreas do conhecimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-03-17) Silva, José Denilson de Souza; Barreto, Ciclamio Leite; http://lattes.cnpq.br/2532760140534053; http://lattes.cnpq.br/0033805995397603; Costa, Jefferson Soares da; Silvera, Fernando Lang da
No cenário do Ensino de Física, as aulas interdisciplinares podem estimular o desenvolvimento de habilidades como pensamento crítico, resolução de problemas, colaboração e comunicação. Ao trabalhar com temas interdisciplinares, os alunos são desafiados a pensar de forma mais ampla e a aplicar conhecimentos de diferentes disciplinas para resolver problemas complexos. Temas interdisciplinares tendem a ser mais próximos da realidade dos alunos, tornando o aprendizado mais interessante e relevante. Isso pode aumentar o engajamento e a motivação para aprender. O conceito de Energia e os fenômenos de Rotação, se manifestam em leis fundamentais, como por exemplo, os princípios de conservação da energia e do momento angular. Em um estudo interdisciplinar, os temas de Energia e Rotação são de suma importância, tanto na física clássica, quanto na moderna. A energia proveniente da alimentação é essencial para o funcionamento do corpo humano, sendo obtida a partir dos nutrientes presentes nos alimentos que consumimos, especialmente carboidratos, proteínas e gorduras. Por sua vez, o movimento girante de corpos rígidos em torno de um eixo fixo é um modelo aplicável às situações de rotação, como no caso da centrifugação. Diante dos tópicos apresentados, a presente dissertação tem como objetivo a aplicação de uma sequência didática sistematizada para uma turma da segunda série do ensino médio em uma escola situada na cidade de Parnamirim/RN. A fundamentação teórica neste trabalho se baseia nos Três Momentos Pedagógicos (3MP) e na aprendizagem significativa de David Ausubel, além da abordagem CTSA (Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente), possibilitando a divisão da sequência didática em dois momentos, com quatro encontros cada, totalizando oito aulas e 400 minutos no total. Propõe-se, então, uma abordagem aplicada e dinâmica, com o uso de questionários avaliativos, estudo de caso, experimento de fácil acesso e, além disso, simulação virtual com o software PhET da Universidade do Colorado, EUA. Após a aplicação do produto educacional, evidenciou-se que os objetivos traçados anteriormente foram alcançados satisfatoriamente. Durante as atividades, obtivemos resultados condizentes com a proposta desenvolvida e apresentada para os estudantes. Assim, portanto, os dados e recortes coletados para análise durante a aplicação da sequência didática, mostrou-se como positivo no contexto de integrar esses conceitos de maneira prática, lúdica e significativa.
"Caminhos científicos: os experimentos de Michelson-MorleyMiller": o Padlet como recurso para abordar controvérsias científicas e Física Moderna no Ensino Médio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-24) Paula, Thiago de Araújo; Ferreira, Juliana Mesquita Hidalgo; https://orcid.org/0000-0001-6526-454X; http://lattes.cnpq.br/2070193023615764; http://lattes.cnpq.br/9955166076659796; Moura, Breno Arsioli; Barreto, Ciclamio Leite
Há um amplo consenso na comunidade acadêmica de que o Ensino de Ciências deve transcender a mera transmissão de conhecimentos científicos específicos e buscar, primordialmente, a alfabetização científica dos estudantes. Em vez de se limitar a uma lista de fatos e conceitos a serem memorizados de forma instrumental, o Ensino de Ciências deve buscar capacitar os alunos a compreenderem os processos, métodos e raciocínios fundamentais da Ciência, de modo que a inserção da temática de Natureza da Ciência se torna indispensável. A abordagem dessa temática visa desenvolver habilidades críticas de pensamento, capacidade de análise e julgamento informado, preparando os estudantes para enfrentar os desafios complexos e multifacetados do mundo contemporâneo. Desta forma, um ensino de Ciências que promulgue visões mais complexas acerca de Ciência desempenha um papel crucial na formação do cidadão ativo em uma democracia, pois corrobora para o desenvolvimento de uma compreensão crítica do mundo que nos cerca. A abordagem utilizada neste trabalho consiste no uso didático da História da Ciência, a partir de uma historiografia bem fundamentada, a fim de abordar o tópico “controvérsias científicas”, como parte da temática Natureza da Ciência. Particularmente, escolhemos o episódio histórico da Física Moderna relacionado aos experimentos realizados por Albert Abraham Michelson (1852-1931), Edward Williams Morley (1838-1923) e Dayton Clarence Miller (1866-1941) para estudar o movimento da Terra em relação ao éter luminífero. A escolha deste episódio da História da Física se justifica, pois este proporciona não apenas um excelente caso para se estudar sobre questões relacionadas às controvérsias na Ciência, como também a inclusão de tópicos de Física Moderna no ensino básico, algo que goza de amplo apoio na literatura acadêmica. Diante destes pontos, bem como reconhecendo o potencial que ferramentas tecnológicas podem oferecer para o ensino, o presente trabalho propõe como Produto Educacional um Padlet, intitulado “Caminhos Científicos: Os Experimentos de Michelson-MorleyMiller”, contendo textos sobre controvérsias científicas e a Física dos experimentos conduzidos por Michelson, Morley e Miller, bem como as seguintes narrativas histórico-pedagógicas sobre o episódio histórico selecionado: “O Experimento de Potsdam”, “O Experimento de Michelson e Morley, 1887”, “Morley e o Invisível Miller” e “Miller Contra o Mundo”. Este Produto Educacional foi aplicado em uma sequência didática no contexto da Educação Básica, em proposta estruturada segundo os chamados “Três Momentos Pedagógicos”.
Gravitação e marés: uma abordagem contextualizada para o ensino médio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-24) Anjos, Petson Firmino dos; Ferreira, Pedro da Cunha; http://lattes.cnpq.br/3272676366064169; http://lattes.cnpq.br/9541313499732372; Germano, Auta Stella de Medeiros; Correia, Caio Fábio Teixeira
O fenômeno das marés, familiar aos estudantes da região costeira, pode servir como ponto de partida para dar mais significado e despertar a curiosidade dos alunos ao se introduzir e explorar os princípios da Gravitação Universal. Nessa perspectiva, a abordagem freireana orienta a prática pedagógica, estimulando a curiosidade e o pensamento crítico, ao mesmo tempo em que valoriza o contexto cultural e social dos estudantes, incentivando-os a refletirem sobre sua realidade e experiências cotidianas. A partir da experiência cotidiana desse fenômeno, os alunos podem ser incentivados a investigarem e a compreenderem como a atração gravitacional entre a Terra, a Lua e, em menor grau, o Sol influenciam as marés, conectando essa compreensão com a formulação matemática da Lei da Gravitação Universal proposta por Isaac Newton. Nesse sentido, este estudo desenvolveu uma proposta de Sequência Didática para o ensino de Gravitação para qualquer série do Ensino Médio, tendo sido aplicada a uma turma da segunda série, utilizando o fenômeno das marés como tema contextualizador. A metodologia adotada para esta sequência didática engloba atividades práticas, como uma visita à praia e a medição do nível do mar utilizando um marégrafo de baixo custo. Além disso, inclui o uso de uma simulação desenvolvida especificamente para este estudo, permitindo que os alunos analisem o comportamento das marés e sua relação com a gravidade. A abordagem da linguagem gráfica também foi incorporada por meio da construção de um gráfico, e a sequência se encerra com uma avaliação gamificada utilizando a plataforma Kahoot. Os resultados obtidos demonstraram um maior engajamento e motivação dos alunos durante a aplicação da sequência didática, favorecendo uma compreensão mais aprofundada sobre a causa do fenômeno das marés, sua relação com a Gravitação e sua conexão com situações do cotidiano. Dessa forma, espera-se que este trabalho possa contribuir para incentivar outros professores a explorarem esses temas, valorizando o contexto em que os alunos estão inseridos e aproximando-os da Ciência por meio de fenômenos relevantes à sua realidade.
A astronomia observacional no ensino médio integral: uma proposta para o ensino de física
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-27) Azevedo Filho, Janilson Simões de; Ferreira, Flávia Polati; http://lattes.cnpq.br/4209117387967608; http://lattes.cnpq.br/5223752542775710; Costa, Jefferson Soares da; Carvalho, Tassiana Fernanda Genzini de
Desde os primórdios, a observação do céu despertou fascínio em diversas civilizações, unindo perspectivas filosóficas, históricas e científicas. No entanto, a astronomia observacional na educação básica enfrenta desafios, como a formação de professores e a falta de materiais acessíveis. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver, implementar e avaliar um produto educacional baseado em atividades práticas para o ensino de física por meio da astronomia observacional. Inspirado nos pressupostos de Paulo Freire e na metodologia dos Três Momentos Pedagógicos, o material inclui atividades que seguem as etapas de problematização, organização do conhecimento e aplicação prática, envolvendo a observação do céu e promovendo uma vivência guiada dos fenômenos celestes. O produto foi aplicado em uma turma da segunda série do ensino médio em tempo integral, com a participação de 25 estudantes. Os dados foram coletados por meio de questionários, que indicaram elementos capazes de demonstrar que a abordagem da observação do céu, por meio de atividades práticas, favoreceu o engajamento dos estudantes, estimulando a curiosidade epistemológica e relacionando conceitos de física com elementos do cotidiano. Espera-se que o produto educacional contribua para novas práticas de ensino de astronomia vivenciáveis, que fortaleçam o aprendizado de conceitos científicos, bem como o desenvolvimento de habilidades críticas e observacionais por meio de atividades práticas.
Uma proposta de sequência didática significativa para o ensino de espelhos planos e esféricos: atividades práticas e experimentais com o uso de materiais de baixo custo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-26) Silva, Paulo Sérgio Pedro da; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; http://lattes.cnpq.br/7037859388387011; Maia Júnior, Francisco Franciné; Costa, Jefferson Soares da
Este estudo investigou práticas e metodologias que tornam o ensino de Física mais acessível, atrativo e efetivo para o processo de ensino e aprendizagem. Baseando-se na Teoria da Aprendizagem Significativa, nas Unidades de Ensino Potencialmente Significativas e no Método ISLE (Investigative Science Learning Environment), o objetivo foi elaborar e aplicar uma proposta de intervenção para o ensino de espelhos planos e esféricos. O produto educacional desenvolvido incluiu uma sequência didática integrada a um kit de experimentos de baixo custo, aplicada a uma turma de 32 alunos da 1ª série do Ensino Médio da Escola Estadual de Ensino Médio em Tempo Integral Francisco de Assis Bittencourt, no município de João Câmara/RN. A intervenção ocorreu em três encontros, nos quais foram exploradas observação, levantamento de conhecimentos prévios, formulação de hipóteses, atividades práticas, pesquisa e socialização dos resultados. A abordagem adotada buscou posicionar os alunos como protagonistas do processo de ensino e aprendizagem, promovendo maior engajamento e eficiência no aprendizado. A avaliação da proposta considerou os conhecimentos prévios dos estudantes e os registros no diário de bordo. Os resultados indicaram avanços significativos na compreensão dos conceitos de espelhos planos e esféricos, com melhoria na clareza sobre formação de imagens, propriedades dos espelhos e suas aplicações. Conclui-se que a proposta se mostrou uma alternativa eficiente para promover a aprendizagem significativa no ensino de Física, alinhando teoria e prática de forma integrada e interativa.
Sequência didática significativa para o ensino de eletromagnetismo: uma proposta utilizando a Sala de Aula Invertida e Inteligência Artificial
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-21) Rosa, Nathália Caroline dos Santos; Sesion Júnior, Paulo Dantas; http://lattes.cnpq.br/4503674965225428; http://lattes.cnpq.br/0675809445116646; Costa, Jefferson Soares da; Souza, Thatyara Freire de
A tecnologia está presente no cotidiano das pessoas desde a infância, tornando-se um elemento essencial na vida moderna. No entanto, sua inserção no ambiente escolar ainda enfrenta certa resistência por parte de alguns educadores. Este trabalho propõe uma sequência didática baseada na metodologia da Sala de Aula Invertida, utilizando a Inteligência Artificial como ferramenta de ensino-aprendizagem. O objetivo é auxiliar os professores de Física na adoção de novas tecnologias, despertar o interesse dos estudantes pela disciplina e promover uma aprendizagem mais eficaz. A sequência didática foi aplicada ao ensino de eletromagnetismo e fundamenta-se na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, que destaca a importância da ancoragem de novos conhecimentos em estruturas cognitivas prévias. Nesse contexto, os alunos acessaram previamente o conteúdo em casa por meio da plataforma do ChatGPT, formulando perguntas e compartilhando as respostas na sala de aula. O professor, mediador do processo, orientando a análise crítica das informações e promovendo atividades como exercícios, práticas de laboratório, discussões em grupo e construção de mapas conceituais, favorecendo os processos de diferenciação progressiva e reconciliação integradora. A pesquisa foi conduzida em uma turma da terceira série do ensino médio de uma escola estadual da Paraíba, enquanto outras quatro turmas, que seguiram a metodologia tradicional, serviram como grupo de comparação. Para avaliar a eficácia da proposta, foram aplicadas avaliações diagnósticas em três momentos distintos: logo após a abordagem do conteúdo, dois meses depois e um ano após a primeira aplicação. A turma que utilizou o produto educacional manteve uma média superior a seis pontos em todas as avaliações, demonstrando retenção e consolidação do conhecimento. Além disso obteve um desempenho médio bimestral também superior a seis pontos, enquanto as demais turmas, que seguiram o ensino tradicional, obtiveram médias significativamente menores. Os resultados evidenciam que a tecnologia, quando utilizada de forma planejada e mediada pelo professor, pode potencializar a aprendizagem significativa, tornando o ensino mais dinâmico, contextualizado e eficaz. O produto educacional desenvolvido neste estudo demonstra potencial para apoiar professores na implementação de metodologias inovadoras, contribuindo para um ensino de Física mais atrativo e eficiente.
Videoanálise de desenhos animados: uma maneira alternativa para se introduzir a cinemática
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-17) Bezerra, Leandro Deon Alves; Ferreira, Pedro da Cunha; http://lattes.cnpq.br/3272676366064169; Lisboa, Ronai Machado; Oliveira, Thiago Bruno Rafael de Freitas
A compreensão dos conceitos de cinemática e a interpretação de gráficos são desafios frequentes enfrentados por estudantes no estudo da Física. Muitas vezes, a dificuldade em visualizar e analisar movimentos em uma dimensão compromete o aprendizado efetivo desses conceitos. O objetivo deste estudo é apresentar uma proposta didática de utilizar a videoanálise aplicada a desenhos animados como uma ferramenta para auxiliar na descrição e compreensão dos movimentos em uma dimensão. Com isso, esta pesquisa busca propor um modo de facilitar a interpretação de gráficos cinemáticos e promover uma aprendizagem significativa dos estudantes, fundamentada na teoria de David P. Ausubel (2012). A proposta consiste na aplicação de uma sequência didática com conteúdo distribuído em seis aulas de 50 minutos, em uma turma de 2° ano do Ensino Médio de uma escola pública. As três primeiras aulas introduzem o estudo do movimento, começando com a discussão de fotos estroboscópicas e seguindo para a videoanálise de um movimento real. Nas três aulas seguintes, ocorre a análise de duas cenas da animação Papa-léguas e o Coiote, momentos em que os estudantes revisitarão aspectos relevantes da atividade experimental e os princípios fundamentais da cinemática. Os resultados indicam que os alunos apresentaram uma evolução de até 60% em questões relacionadas à interpretação gráfica, ao deslocamento e à distância percorrida após a aplicação da sequência didática. A experiência demonstrou que a videoanálise com o software Tracker é uma ferramenta eficaz para o desenvolvimento de atividades de interpretação de gráficos cinemáticos. A proposta não apenas facilitou a compreensão dos conceitos fundamentais da cinemática mas também contribuiu para um aprendizado mais significativo e engajado por parte dos alunos.
Uma sequência didática para o ensino de ondas: o uso de um jogo didático para mediação de conceitos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-25) Félix, José Charles dos Santos; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; https://orcid.org/0000-0002-1171-9497; http://lattes.cnpq.br/3095339665802353; Ferreira, Juliana Mesquita Hidalgo; Nunes, Luciana Angélica da Silva
Este trabalho tem como objetivo investigar a aplicação de sequências didáticas e jogos educativos no ensino do tema ondas, com base na teoria de aprendizagem de Vygotsky, no contexto do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física - Rede Nacional. O estudo envolveu a criação de uma sequência didática e de um jogo didático como meio de mediação para o Ensino Médio. A pesquisa foi dividida em duas etapas: a primeira consistiu em uma revisão teórica, com estudos bibliográficos sobre o ensino de ondas, a teoria de Vygotsky e o uso de jogos educativos; a segunda incluiu a aplicação prática na Escola Estadual de Ensino Médio em Tempo Integral Francisco de Assis Bittencourt, em João Câmara – RN. A sequência didática foi elaborada e aplicada em uma turma da 2° série do Ensino Médio, composta por até 40 alunos, e foi ministrada em quatro aulas de 50 minutos cada. O jogo físico, chamado Cool Waves, é um quiz voltado para o ensino de Física, especificamente o tema ondas, com o objetivo de ser um instrumento de mediação que colabora para a formação de conceitos físicos.
A utilização de experimentos portáteis para aplicação de uma sequência didática sobre energia eólica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-24) Medeiros, Isaac Mateus da Silva; Feitosa, Carlos Chesman de Araújo; http://lattes.cnpq.br/1150673024968512; Bevilaqua, Leandro Ibiapina; http://lattes.cnpq.br/0234889879119571; Tavares, Andrezza Maria Batista do Nascimento
Neste trabalho, apresentamos experimentos portáteis com o intuito de abordar os conceitos de indução eletromagnética e energia eólica. O estudo foi desenvolvido no Colégio e Curso ZeroHum, com alunos de 9º ano do ensino fundamental. Os materiais utilizados para a realização dos experimentos são portáteis e de fácil manuseio e transporte. Nesse ínterim, os objetivos incluíram a elaboração de uma sequência didática - como ferramenta pedagógica - para contribuir com o processo de ensino-aprendizagem, que abordará conceitos físicos relacionados a indução eletromagnética, dentre outros conceitos físicos, adotando como referencial teórico a teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e o e o método ISLE “Investigative Science Learning Environment”. De caráter qualitativo e descritivo, os instrumentos de pesquisa utilizados foram: questionário, observação e um material previamente elaborado, denominado “guia do aluno”. Os objetivos incluíam elaborar uma sequência didática para se trabalhar a temática energia eólica e discutir os conceitos físicos que estão inseridos nessa temática. A proposta foi pensada para que os alunos aprendessem os conceitos por meio de discussão em sala e da execução de experimentos.
Aplicação de tecnologias digitais no ensino de física
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-03) Alves, Cláudio Miranda; Santana Júnior, Orivaldo Vieira de; Lisboa, Ronai Machado; http://lattes.cnpq.br/2221005703477932; https://orcid.org/0000-0003-4918-3162; http://lattes.cnpq.br/5050555219716698; http://lattes.cnpq.br/3602972728532374; Sesion Júnior, Paulo Dantas; Alves, Tiberio Magno de Lima
As tecnologias e mídias digitais conectam os seres humanos e constituem uma nova forma de pensar-interagir-criar-inovar-com-tecnologias, conforme entende o autor Borba (2023). Esta forma integrada de pensamento composta pelo homem e suas tecnologias digitais expande as capacidades do pensamento de cada indivíduo, bem como sua interação no coletivo social para solucionar problemas, criar e inovar com as tecnologias. O ambiente de ensino (escola) e os profissionais da educação, neste contexto, devem assumir a sua função de preparar e ensinar os seus alunos para que se apropriem das tecnologias digitais como um processo de aprendizagem. No tocante ao ensino de Física, este trabalho propõe uma abordagem sob a perspectiva do construcionismo de Seymour Aubrey Papert para direcionar o entendimento acerca do uso de tecnologias digitais no ensino de Física. De forma qualitativa, este estudo utiliza-se da plataforma digital de ensino Physics Education Technology (PhET) como ferramenta pedagógica para tratar sobre o tema da Física experimental: Espalhamento de Rutherford. O estudo com esta ferramenta digital objetiva compreender, sob o ponto de vista construcionista, quais são as dificuldades pedagógicas envolvendo o uso de tecnologias digitais no ensino de Física. Por fim, este trabalho utiliza-se dos conhecimentos adquiridos neste estudo para criar um produto educacional que consiste em uma sequência didática intitulada por Espalhamento de Rutherford: experimento simulado - PhET.
Acústica como interseccionalidade entre a Física e a Música: proposta de sequência de ensino de Física Acústica a partir de elementos musicais à luz dos "três momentos pedagógicos"
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-28) Paula, Wenderson Venceslau Barroso de; Lima, Alexsandro Pereira; Ferreira, Pedro da Cunha; http://lattes.cnpq.br/3272676366064169; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; http://lattes.cnpq.br/4394643569111516; Lisboa, Ronai Machado; Souza, Thatyara Freire de
Como uma forma de expressão artística tão difundida e envolvente, a música tem o potencial de estimular emoções, memórias, reflexões e criar conexões. No contexto do ensino de Física no nível médio, a música e os seus elementos podem atuar como uma ferramenta didática eficaz nos processos de ensino e aprendizagem, capaz de proporcionar aos estudantes uma experiência de aprendizagem dinâmica e prazerosa, podendo exercer, portanto, uma ação facilitadora na compreensão de conceitos científicos complexos, corriqueiramente tradados como muito abstratos ou intangíveis pelos alunos. Neste trabalho, apresentamos uma proposta de sequência didática para o ensino de conceitos básicos de Física Acústica para turmas de segunda série do Ensino Médio, utilizando, como subsídio teórico-metodológico os "Três Momentos Pedagógicos" (3MP). Nesta sequência, a música não é utilizada como mero preenchimento de espaço motivacional, mas é, sobretudo, considerada como uma interface que, assim como a Física, tem a Acústica como campo interseccional. Delineamos, neste trabalho, uma sequência de ensino de Física Acústica que contempla, ao todo, nove aulas, cujo objetivo principal é fazer com que os alunos compreendam, por intermédio de uma sequência didática elaborada a partir de uma série de problematizações geradoras e aplicações, os conceitos relativos à Física Acústica por meio da música, utilizando, como exemplificações didáticas, alguns aparatos relacionados, como microfone, diapasão, violão e tubos sonoros (construídos com canos de PVC). Verificamos, no decorrer da nossa pesquisa, que os objetivos propostos foram todos atingidos com a metodologia adotada e que os estudantes se sentiram envolvidos e motivados ao longo do processo.
Fotoluminescência: uma abordagem experimental para o ensino de física quântica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-11-28) Melo, Emanuel Jessé Fernandes de; Costa, Jefferson Soares da; https://orcid.org/0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; https://orcid.org/0009-0005-4086-2128; http://lattes.cnpq.br/5897151187067072; Lima, Alexsandro Pereira; Nascimento, Sanzia Alves do
O advento da Física Quântica revolucionou a compreensão da realidade desafiando alguns conceitos antes intuitivos e já estabelecidos pela Física Clássica. Atualmente ela apresenta implicações profundas na tecnologia moderna e a sua compreensão é extremamente necessária para a formação de cidadãos críticos e participativos em suas determinadas realidades sociais. Dessa maneira, se faz necessário ainda na educação básica, que tem como um de seus objetivos a formação integral do indivíduo para a vida em sociedade, o ensino de tópicos ainda que introdutórios de Física Moderna e Contemporânea. Tendo em vista essa necessidade no Ensino de Física, o presente trabalho objetiva a elaboração e aplicação de uma sequência didática para o ensino de Física Quântica no ensino médio através de abordagens experimentais aliadas à metodologia dos três momentos pedagógicos. Investiga-se, principalmente, os fenômenos de fotoluminescência (fluorescência e fosforescência), a fim de problematizar e abordar tópicos como radiação de corpo negro e quantização de energia, efeito fotoelétrico e teoria do fóton, modelo atômico de Bohr e interações entre radiação eletromagnética e organismo humano. Os resultados obtidos a partir da aplicação do produto educacional revelaram indicativos de aprendizagem satisfatórios, que são possíveis de observar a partir da análise dos questionários aplicados antes e após a execução da sequência didática, apontando para uma significativa progressão no conhecimento dos discentes sobre os conceitos introdutórios de física quântica no ensino médio.
Minitubos de crookes plásticos para aprendizagem de eletromagnetismo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-10-10) Silva, Carlos André Cavalcante da; Feitosa, Carlos Chesman de Araújo; http://lattes.cnpq.br/1150673024968512; Sesion Júnior, Paulo Dantas; Alves, Tiberio Magno de Lima
Neste trabalho, apresentaremos um experimento portátil cujo intuito é abordar os conceitos de raios catódicos com alunos do Ensino Básico, além de investigar indícios de aprendizagem significativa provenientes do referido objeto. O objetivo é que os alunos sejam envolvidos em práticas que espelhem, dentro do possível, os processos e procedimentos experimentais realizados por Sir William Crookes nas investigações relacionadas aos Raios Catódicos em tubos de vidro “evacuado”, aqui será mostrado como confeccionar e investigar as descargas elétricas em tubos de plásticos, inovando na forma de construir os tubos de Crookes. Essas práticas experimentais serão fundamentadas na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel. O processo também terá como objetivo melhorar o bem-estar dos alunos na aula de Física, motivá-los, criar nos estudantes senso de pertencimento, fazendo com que eles se sintam parte real do processo de aprendizado e não meros espectadores. Ou seja, tenham protagonismo. Também pretendemos, usando História da Ciência, demonstrar que uma teoria não é construída por pura indução dos experimentos. Quais eram os desafios técnicos de Sir William Crookes? Quais dúvidas lhe afligiam? Para evidenciar a metodologia e facilitar o uso dos experimentos portáteis, apresentaremos uma proposta de sequência didática a ser aplicada em uma turma da segunda série do Ensino Médio.
Sismicidade: uma forma alternativa de conhecer conceitos físicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-18) Nascimento, Hadson José Farias do; Barboza, Carlos Antônio; http://lattes.cnpq.br/6129886378495626; http://lattes.cnpq.br/2471109216695418; Sesion Júnior, Paulo Dantas; http://lattes.cnpq.br/4503674965225428; Silva, João Maria da
Este estudo tem como objetivo principal proporcionar mais uma abordagem do ensino de ciências no ensino médio e fundamental, visando promover uma visão mais precisa e inclusiva da disciplina. A proposta do trabalho se alicerça na identificação de uma visão distorcida da ciência, dos cientistas e dos professores de ciências por parte dos alunos, o que, em muitos casos desencoraja-os em seguir carreiras científicas e limita sua compreensão do processo científico. Bem como apresenta um papel na estrutura social da comunidade no que se refere ao aumento do número de alunos que ingressam em instituições públicas de ensino superior no Brasil, visando contribuir para o desenvolvimento da sociedade e economia do país. No aspecto tecnológico a proposta desta proposta de trabalho foca na aplicação prática de conceitos de sismologia, culminando na construção de um sismógrafo, instrumento utilizado para medir atividades sísmicas na crosta terrestre. A ferramenta primordial para o melhor aproveitamento desse processo é a utilização da metodologia da aprendizagem significativa de Ausubel, nesse aspecto dessa abordagem, a proposta é adotar uma sequência didática que organiza a apresentação e utilização dos conceitos de sismologia, com foco na construção do sismógrafo e na compreensão dos princípios de mecânica e ondas. Os resultados são representados e analisados por meio da avaliação do impacto das mudanças na percepção dos alunos sobre a ciência e seu interesse em seguir carreiras científicas. As aprendizagens auferidas incluem uma visão mais precisa e inclusiva da ciência, o desenvolvimento de habilidades de resolução de problemas e a compreensão da importância da colaboração na pesquisa científica, contribuindo assim para a produção de novos conhecimentos no campo da educação científica. Os resultados esperados incluem um aumento no interesse dos alunos por carreiras científicas, uma compreensão mais profunda do processo científico e uma participação mais ativa na aprendizagem, já que os aspectos significativos terão sido assimilados e ancorados. Este trabalho visa não apenas melhorar a forma como a ciência é ensinada, mas também inspirar os alunos a se envolverem ativamente no processo científico, promovendo uma cultura de curiosidade, criatividade e colaboração no ensino de ciências.
Caderno inteligente: o estudo dos princípios da eletrodinâmica e a utilização de equipamentos no cálculo do consumo de energia elétrica, segundo o Novo Ensino Médio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-18) Medeiros, Maria Auxiliadora Leite de; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; http://lattes.cnpq.br/1997587096048603; Costa, Jefferson Soares da; https://orcid.org/0000-0002-9830-0495; http://lattes.cnpq.br/9175100603360900; Souza, Thatyara Freire de
Este trabalho foi desenvolvido em acordo com a BNCC - Base Nacional Curricular Comum, e apresenta como Produto Educacional o material didático pedagógico intitulado “Caderno inteligente: O estudo dos princípios da eletrodinâmica e a utilização de equipamentos no cálculo do consumo de energia elétrica, segundo o Novo Ensino Médio”. O material tem como objetivo proporcionar ao aluno e professor mais um recurso didático para o aprofundamento no estudo dos princípios de eletrodinâmica: a definição de corrente elétrica, sua intensidade e seus efeitos, a resistência elétrica e lei de ohm, além de Potência elétrica e o cálculo do consumo de energia elétrica orientando sobre a escolha dos equipamentos elétricos que permitem a economia de energia :relacionado ao consumo de energia elétrica pelas residências, buscando entender a partir do ponto de vista científico o consumo de energia elétrica sustentável e eficiente. O Caderno inteligente apresenta conteúdos e atividades propostas através de uma sequência de ensino com um planejamento bem definido das aulas a partir das habilidades e competências exigidas pela BNCC na matriz do componente curricular de Física, buscando atender a um dos pré-requisitos fundamentais do Novo Ensino Médio que é o de tornar a prática docente mais dinâmica e interativa favorecendo a interdisciplinaridade, o protagonismo estudantil e o desenvolvimento de uma visão abrangente e crítica, apontando novas possibilidades educativas para conceitos tradicionalmente desenvolvidos de maneira isolada. A sequência de ensino apresentada no caderno é fundamentada na teoria Sociocultural de Vygotsky, apoiando-se nas metodologias ativas de ensino. Sua aplicação foi aplicada pela professora e autora do trabalho, com alunos da 3ª série do Ensino Médio, da Escola Estadual Professor Anísio Teixeira, em Natal-RN, durante 6 encontros (6h/aulas). Dessa forma, entendemos que podemos contribuir na prática docente do professor de Física durante a transição do Ensino Médio para o Novo ensino Médio, para que, com o uso do material desenvolvido através da investigação e prática em sala de aula, o professor tenha recursos e estratégias que o auxilie a promover ao aluno uma formação ética em busca de um entendimento maior pela ciência aproximando-se e despertando o interesse de todos pelo universo científico.
Uma oferta de aplicação de eletrodinâmica com robótica educacional
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-20) Silva, Cleilton Carlos Lima da; Santana Júnior, Orivaldo Vieira de; Alves, Milton Thiago Schivani; https://orcid.org/0000-0003-2143-1750; http://lattes.cnpq.br/5496202392846305; http://lattes.cnpq.br/5050555219716698; http://lattes.cnpq.br/9163495259946079; Jácome, Samyr Silva Bezerra; Silva Filho, Paulo Cavalcante da
O estudo da Física para alguns pode ser algo complicado de entender, difícil e desafiador demais ao ponto de o fazer desistir, ou até mesmo encarado como uma disciplina sem muita importância. Infelizmente, o ensino de Física em sala de aula vem se restringindo em colocar para os alunos conteúdo sem que haja uma interligação com a realidade, usando a linguagem matemática de forma mecânica, sem explicar e motivar a função desta para resolver o problema apresentado. Enxergando essas dificuldades e sabendo da real importância em resolvê-las, cabe a cada professor buscar uma maneira prática e pedagogicamente aplicável em solucioná-las no intuito de otimizar e aguçar nos seus alunos o interesse pelo estudo da Física. O presente trabalho oferece uma alternativa diferente com a finalidade de mudar esse cenário. Aqui é apresentado um modelo de ensino aplicado ao conteúdo de eletrodinâmica para o ensino médio baseando-se nos três momentos pedagógicos conforme Delizoicov e Angotti (1990): Problematização Inicial, Organização do Conhecimento e a Aplicação do Conhecimento. Estruturalmente, estes momentos pedagógicos são aplicados através da robótica educacional fazendo uso dos robôs do projeto URA (Um Robô por Aluno) da UFRN. A aplicação deste trabalho ofereceu um cenário diferente e proporcionou experiências incríveis para os alunos.
O Princípio de Arquimedes no Ensino Médio: a Balança Hidrostática e o Paradoxo de Galileu
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-12) Santos Júnior, Erisvaldo Ramalho dos; Ferreira, Juliana Mesquita Hidalgo; https://orcid.org/0000-0001-6526-454X; http://lattes.cnpq.br/2070193023615764; http://lattes.cnpq.br/1784710952307462; Peduzzi, Luiz Orlando de Quadro; Barreto, Ciclamio Leite; http://lattes.cnpq.br/2532760140534053
Esse trabalho teve como objetivo colaborar para a abordagem do Princípio de Arquimedes no contexto educacional básico, considerando as nuances do seu desenvolvimento histórico. Tomou como ponto de partida o episódio histórico envolvendo Arquimedes e a missão atribuída a ele de determinar se a coroa do Rei Hieron, de Siracusa, havia sido falsificada. Há uma versão muito difundida desse evento, segundo a qual Arquimedes resolveu o problema pela descoberta do empuxo ao se banhar. Essa versão foi narrada pelo arquiteto romano Marcus Vitruvius, que viveu cerca de dois séculos após Arquimedes, no século I a.C. Apesar de possuir uma série de inconsistências conceituais físicas e históricas, a narrativa continua sendo propagada em livros didáticos, inclusive em algumas coleções aprovadas no Programa Nacional do Livro Didático 2021. Em contrapartida, Galileu Galilei, grande admirador da obra de Arquimedes, sugeriu, em 1586, no seu trabalho denominado La Bilancetta, que Arquimedes teria utilizado uma Balança Hidrostática para resolver o problema da coroa. A versão de Galileu para o episódio é fisicamente consistente, além de apoiada por evidências históricas descobertas por historiadores. Esta versão, contudo, é praticamente ausente do contexto escolar. Igualmente ausente é a existência de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes, o chamado Paradoxo Hidrostático de Galileu. Nesse sentido, buscando contribuir para superar essas lacunas e distorções, o presente trabalho propõe um Produto Educacional que problematiza, sob os pontos de vista físico e histórico, a versão mais conhecida do episódio da coroa. Trata-se de uma sequência didática, voltada para o Ensino Médio, que introduz, de maneira investigativa, trechos de fontes primárias de Vitruvius e de Galileu, bem como contempla atividades experimentais demonstrativas, exploradas segundo um viés dialogado e investigativo, que incluem a própria Balança Hidrostática, além de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes. Essa sequência foi aplicada a um grupo de 24 alunos do ensino técnico integrado ao médio do IFPI campus Corrente. Os participantes, posteriormente à intervenção didática, responderam a um questionário, o qual tinha como objetivo avaliar a compreensão das versões do episódio histórico no que diz respeito aos seus aspectos físicos e históricos, além de analisar o entendimento dos discentes sobre o Princípio de Arquimedes e seu limite de validade. As respostas dos alunos ao questionário, bem como suas interações durante as aulas, foram alvo de investigação e reflexão nesse trabalho.
Experimentos de óptica física para o Ensino Básico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-04-20) Paz, Felipe de Oliveira da; Feitosa, Carlos Chesman de Araújo; http://lattes.cnpq.br/1150673024968512; http://lattes.cnpq.br/3870221371973355; Barboza, Carlos Antonio; http://lattes.cnpq.br/6129886378495626; Dantas, Ana Lucia
Neste trabalho apresentamos um conjunto experimental de óptica física e buscamos abordar este conceito de forma acessível para turmas do ensino básico. Os itens envolvidos no kit são (i) duas grades de múltiplas fendas (N-fendas) produzidas com recortes de CD’s e DVD’s, (ii) polarizadores em formato octagonal feitos a partir de películas encontradas em telas de monitores e televisores e (iii) placas com diferentes tipos de aberturas utilizadas em experimentos de difração, todos os materiais envolvidos podem ser manuseados em ambientes formais e informais. Nossa proposta consiste em práticas experimentais de Física com aulas que sejam mais interessantes para os alunos. Por tal razão, optamos por um método educacional conhecido como ISLE - Investigative Science Learning Environment, a esta metodologia ativa aliamos conceitos construtivistas. Expondo os estudantes aos conteúdos de natureza da luz de forma que desenvolvam o aprendizado das leis da óptica física através da inserção do método científico.
Experimentos portáteis para aula sobre indução eletromagnética, geradores e motores
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-02) Oliveira, Glauberto Gonzaga de; Feitosa, Carlos Chesman De Araujo; https://orcid.org/0000-0001-8181-5065; http://lattes.cnpq.br/1150673024968512; Lima, Alexsandro Pereira; https://orcid.org/0009-0004-5470-7703; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; Tavares, Andrezza Maria Batista Do Nascimento; https://orcid.org/0000-0001-6857-7947; http://lattes.cnpq.br/5187018279016366
Neste trabalho, apresentaremos experimentos portáteis com o intuito de abordar osconceitos da indução eletromagnética com alunos do Ensino Básico. Os materiais utilizados para a realização dos experimentos são de fácil aquisição e o conjunto deles pode ser adquirido na forma de um kit, facilmente transportável. A proposta é que os alunos aprendam os conceitos por meio de discussão em sala e da execução de experimentos. Para isso, será dado maior destaque às aulas interativas em detrimento das expositivas. Assim, nos inspiramos na metodologia ISLE desenvolvida pelo grupo da Universidade de Rutgers, liderado pela professora Eugenia Etkina. A fundamentação dessa proposta é que os alunos estudem e aprendam os conceitos físicos de forma semelhante à forma que os cientistas trabalham para construir o conhecimento científico. Tal metodologia foi denominada ―Investigative Science Learning Environment‖ (ISLE). Desta feita, os alunos são apresentados ao método científico, ainda no Ensino Médio, de forma concreta, em que a observação, a proposição e a refutação de hipóteses são fundamentais para a criação de um modelo para o fenômeno físico estudado. Para avaliar a metodologia e os experimentos portáteis, apresentamos uma proposta de sequência didática a ser aplicada em uma turma da terceira série do Ensino Médio.
Radiação ultravioleta no ensino de física: uma abordagem didática investigativa
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-04-28) Nóbrega Neto, Itamar Bezerra da; Alves, Milton Thiago Schivani; https://orcid.org/0000-0003-2143-1750; http://lattes.cnpq.br/5496202392846305; http://lattes.cnpq.br/3526579092898559; Lima, Alexsandro Pereira; http://lattes.cnpq.br/2452557056611320; Souza, Gustavo Fontoura de
A Radiação Ultravioleta (UV) está presente em uma ampla variedade de aplicações tecnológicas, desde a esterilização de alimentos até na investigação de imagens ocultas em obras de artes plásticas ou em documentos históricos. Contudo, a radiação UV também pode oferecer riscos à saúde humana, elevando índices de câncer de pele, envelhecimento precoce e problemas na visão, como catarata, degeneração muscular, pterígio e queimadura da córnea. Desse modo, nota-se ser um tema com rico potencial didático, interdisciplinar e multidisciplinar, podendo ser trabalhado no Ensino de Física sob uma perspectiva investigativa. Portanto, enquanto produto educacional, foi desenvolvido um protótipo que permite ao professor e ao estudante investigarem pontualmente os índices de UV, efetuando medidas em diferentes locais e situações. Os materiais empregados para a construção do protótipo foram de relativo fácil acesso, mais especificamente, a placa de desenvolvimento ESP32 e o sensor LM8511 como componente central de captação da radiação, ambos comuns no campo da eletroeletrônica e da robótica educacional. Após desenvolvido, o protótipo foi aplicado em uma turma de terceiro ano do Ensino Médio na Escola Estadual Myriam Coeli, localizada na cidade de Natal/RN. Sob uma perspectiva do Ensino por Investigação, a aplicação teve por base cinco momentos, a saber: problematização e levantamento de hipóteses; sistematização de conhecimentos; elaboração do plano de trabalho; montagem do arranjo experimental e coleta de dados; análise de dados e conclusão. O dispositivo utilizado na proposta de ensino foi desenvolvido a partir de testes comparativos entre diferentes sensores, visando selecionar o mais adequado. Após esse processo, ele foi confrontado com os índices UV disponibilizados pelo INPE e apresentou resultados semelhantes. Os principais resultados apontam que o protótipo é viável para aplicações didáticas em atividades investigativas, principalmente no Ensino de Física na Educação Básica, possibilitando promover discussões e práticas crítico-reflexivas e com enfoque nas relações entre Ciências, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA).

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