A SUPERCONDUTIVIDADE COMO TEMA GERADOR PARA O ENSINO DE
ELETROMAGNETISMO: uma abordagem didática para professores de Física
Simone Aparecida da Silva1
Gelson Biscaia de Souza2
RESUMO
Os conteúdos de Física Clássica são predominantes nos currículos do Ensino Médio na maioria das escolas públicas do país. No entanto, estes são insuficientes para explicar fenômenos ligados à tecnologia, sendo necessário recorrer aos conceitos de Física Moderna e Contemporânea. Este artigo apresenta resultados colhidos em um curso direcionado a professores de Física, com o objetivo de fornecer condições instrumentais à abordagem de temas de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, e sua correlação com outros temas normalmente abordados do ponto de vista clássico. O curso foi ministrado para professores de Física da Rede Estadual do município de Ponta Grossa (PR), no qual foram estudados os conceitos de Eletromagnetismo, utilizando o fenômeno da Supercondutividade como tema gerador. Na abordagem dos conceitos teóricos, inicialmente utilizou-se um artigo científico sobre o tema e, a partir deste, os conceitos do Eletromagnetismo foram estudados, por meio de um mapa conceitual, cujo objeto é a Supercondutividade. Concomitantes a reflexão dos conceitos teóricos, amostras (pastilhas) supercondutoras foram produzidas no Laboratório de Supercondutividade da Universidade Estadual de Ponta Grossa. A partir dos relatos colhidos durante e após as atividades, verificou-se que o curso contribuiu para a instrumentalização dos professores de Física em temas relacionados à Física Moderna, o que em grande parte foi atribuído à abordagem teórica e experimental, que propiciou uma aprendizagem significativa. Verificou-se ainda que o fenômeno da supercondutividade pode ser empregado como tema gerador para abordagem estudo de eletromagnetismo no Ensino Médio.
Palavras chaves: Instrumentalização, Física Moderna, Supercondutividade, Eletromagnetismo, Mapa Conceitual.
1 Mestre em Ciências, Professora da Rede Estadual de Ensino, Ponta Grossa (PR) – [email protected]
2 Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais, professor da Universidade Estadual de Ponta Grossa –
1. INTRODUÇÃO
O desenvolvimento científico e tecnológico ocorrido no século XX e no
início desse século, com a informatização dominando os setores de produção e
de consumo, conduzem a um questionamento de certo modo incômodo, mas
prioritário para a sociedade contemporânea: qual é o papel da escola nesse
processo?
Ao tentar responder a essa questão, deparamo-nos com a inércia de uma
escola que por conveniência continua no século XIX, principalmente no que se
refere aos conteúdos curriculares.
Na disciplina de Física não é diferente. Os conteúdos curriculares do
Ensino Médio se limitam a contemplar a Física Clássica, ou seja, os conceitos e
teorias elaborados até o século XIX (OSTERMANN; RICCI, 2002). É importante
ressaltar que tal crítica se refere à predominância de temas clássicos, e não à sua
presença no currículo, pois eles são também importantes e dão suporte a
diversos fenômenos físicos do cotidiano.
No entanto, com o desenvolvimento científico e tecnológico, a Física
Clássica se tornou insuficiente para explicar os conceitos físicos utilizados na
produção e no funcionamento de diversos aparelhos. Pode-se citar como exemplo
o funcionamento do aparelho GPS, que utiliza conceitos da Física Relativística,
elaborada por Abert Einstein no início do século XX (TIPLER, 2000). A mecânica
quântica teve suas bases estabelecidas nas primeiras três décadas do século XX
graças ao esforço conjunto de diversos pesquisadores, como Max Planck e Erwin
Schrödinger, para se compreender fenômenos até então inexplicáveis pelos
conceitos clássicos (EISBERG, 1988). O computador eletrônico e a rede mundial
de computadores, que em seu atual estágio de desenvolvimento possibilitaram
avanços e mudanças profundas na indústria, comércio, ciência e relações sociais,
são consequências diretas da evolução da física no século XX, especialmente da
tecnologia de semicondutores e do laser (BINDLOSS, 2013). Outro exemplo
notável que advém da mecânica quântica são os Supercondutores, utilizados na
fabricação dos trens Maglev (Magnetic Levitation – Levitação Magnética) e na
obtenção de imagens médicas por ressonância magnética nuclear.
(OSTERMANN, 2005)
Nesse processo de transformação a escola não deve ficar alheia ao que
acontece no mundo, tendo em vista que ela é a grande responsável pela
transformação da sociedade (BARBOSA, 1997). Logo, aulas que utilizam
somente a lousa e giz com conteúdos repassados, sem nenhuma
contextualização, com único propósito de cumprir o “planejamento” escolar, não
darão o suporte necessário para que o aluno acompanhe e contribua com o
desenvolvimento tecnológico, político e cultural do país. Em particular, quando se
menciona que o estudante deve ser capaz de acompanhar o desenvolvimento
tecnológico, o sentido vai muito além do trivial, “saber usar”, mas sim em entender
os princípios fundamentais que explicam sua produção e funcionamento.
Conforme Ricardo (2004, p. 171):
(...) se é verdade que a escola tem papel fundamental na constituição da sociedade, então essa escola terá que deixar de ser mero cenário burocrático na vida dos alunos e passar a ser um ambiente de formação para a autonomia, para se buscar saídas, e não para formatá-los de acordo com o mercado.
Considerando-se que o Ensino Médio é a etapa final da Educação Básica,
a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional, LEI no 9394/96 (LDB, 1996)
propõe que nesta fase seja dado destaque à educação tecnológica básica, à
compreensão do significado da ciência, e ao domínio dos princípios científicos
que presidem a produção moderna (BRASIL, 2000). E ainda, lembrando que,
para muitos educandos este é o último contato formal com a Física, reitera-se que
o Ensino da Física deve estar voltado à formação de um cidadão contemporâneo
(BRASIL, 2002).
Assim, entende-se que a inserção da Física Moderna e Contemporânea
(FMC) no Ensino Médio torna-se necessária para que os educandos
compreendam a sua função não somente no desenvolvimento científico e
tecnológico, mas também no desenvolvimento econômico, social, político e
cultural de um país.
Por outro lado, a atualização curricular necessita de pessoas qualificadas
para a sua reformulação e implementação. Embora muitos professores de Física
reconheçam a importância da inserção da FMC no Ensino Médio, muitos têm
dificuldade para abordar seus conceitos, seja pela falta de material adequado
para este nível de ensino ou por deficiência na sua formação como educadores
(D’AGOSTIN, 2008).
Na literatura de Física do Ensino Médio alguns autores abordam os
conceitos da FMC apenas superficialmente, no final de capítulos, em seções
chamadas “leituras complementares” ou “tópicos especiais” (ALVARENGA, 2009).
Logo, torna-se necessário fornecer condições instrumentais adequadas
para que o professor de Física possa também abordar conceitos e aplicações da
FMC, tendo em vista que a literatura destinada a Ensino Médio ainda é escassa.
Este trabalho apresenta uma síntese de um curso de curta duração
realizado em 2013, focado no tema de supercondutividade, e direcionado a
professores de Física do município de Ponta Grossa – PR. A partir da preparação
do curso e das observações levantadas com os professores participantes,
procura-se responder às seguintes questões:
Quais são as contribuições para o processo de ensino e aprendizagem
que o fenômeno da Supercondutividade, empregado como tema
gerador, traz para o desenvolvimento de conceitos de
eletromagnetismo?
É possível desenvolver os conceitos de eletromagnetismo por meio de
um mapa conceitual, que tem como objeto o fenômeno da
supercondutividade?
O uso de temas geradores facilitam a introdução da Física Moderna e
Contemporânea na Educação Básica?
2. METODOLOGIA
Neste trabalho, buscou-se resolver um problema por meio de uma ação.
Desse modo, segundo THIOLLENT (2005, p.16), a metodologia a ser utilizada é
a da pesquisa-ação. Assim,
A pesquisa-ação é um tipo de pesquisa social com base empírica que é concebida e realizada em estreita associação com uma ação ou com a resolução de um problema coletivo e no qual os pesquisadores e os participantes representativos da situação ou do problema estão envolvidos de modo cooperativo ou participativo.
Como tema gerador para o ensino de eletromagnetismo optou-se pelo
fenômeno da Supercondutividade, em razão de sua relevância à FMC. O trabalho
contou com a participação de 11 (onze) professores de Física da rede estadual de
Ensino do município de Ponta Grossa. A identidade dos professores que
participaram do curso de capacitação será preservada, designando-os como prof.
A, prof. B, e assim sucessivamente.
O caminho percorrido para atingir os objetivos do trabalho foram aulas
dialógicas e experimentais como estratégia para a construção do conhecimento
científico. As aulas ocorreram nas dependências do Departamento de Física da
Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG).
Num primeiro momento foram estudados os conceitos gerais do
fenômeno da Supercondutividade, por meio da leitura de um artigo científico
sobre este fenômeno (OSTERMANN et al, 1998). Na sequência foram discutidos
os conceitos presentes no artigo, suas aplicações e as suas relações com outras
áreas da Física.
No segundo momento, com os conceitos adquiridos na etapa anterior,
iniciou-se o trabalho com o mapa conceitual. Ressalta-se que, além das duas
características fundamentais deste fenômeno (resistividade nula e efeito
Meissner), estudou-se também as grandezas físicas tratadas no
eletromagnetismo.
Em paralelo às duas etapas citadas anteriormente, iniciou-se a produção
de amostras supercondutoras de YBa2Cu3O7-conforme SILVA (2007 p. 410), no
laboratório de Supercondutividade da UEPG. Neste processo, contamos com o
auxílio de estudantes de pós-graduação do Laboratório, que atuaram como
monitores para auxiliar os participantes. Os professores foram divididos em 3
(três) grupos, devido a disponibilidade de espaço físico e um melhor
aproveitamento da atividade.
Essa etapa consistiu em calcular a estequiometria do composto produzido
a partir dos pós precursores (Y2O3, BaCO3, CuO) e da obtenção da fase
supercondutora até a parte final, que é a produção da pastilha para a medida da
resistividade.
Na sequência foi realizada a medida a resistividade da amostra,
utilizando-se a técnica das quatro pontas, no equipamento denominado
Resistômetro Diferencial.
É importante ressaltar que a etapa presencial do curso foi realizada em 4
finais de semana. Dessa forma, algumas etapas do processamento e preparação
para a medida de resistividade foram feitas durante a semana com o auxílio dos
monitores.
A partir das medidas da resistividade, os professores construíram gráficos
de resistividade em função da temperatura, posteriormente discutidos com o
grupo.
Ainda na parte experimental, foi possível demonstrar o efeito Meissner,
utilizando-se as pastilhas produzidas pelos professores.
A avaliação de cada professor no curso foi realizada por meio da
participação nas atividades e discussão nas aulas e também por meio de relatório
e questionários on-line, disponibilizados na Plataforma Moodle – AVA, do
NUTEAD, da UEPG, na área virtual especialmente destinada ao curso. Também
nesse processo realizou-se uma mesa redonda com os participantes a fim de
avaliar criticamente a possibilidade de aplicação da proposta no Ensino Médio.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1. Análise e Discussão do artigo
A realização deste curso ao público ao qual ele se destinou se justifica pelo
fato que, dentre os participantes, 50% não têm graduação em Física, o que
dificulta a abordagem de conceitos da FMC no Ensino Médio. Os demais,
graduados em Física, tiveram contato com a teoria, mas não como aplicá-la ao
Ensino Médio.
A leitura, análise e discussão do artigo “Tópico de Física Contemporânea
no Ensino Médio: um Texto para Professores sobre Supercondutividade”
(OSTERMANN et al, 1998) se constituiu, na etapa introdutória do curso, como
oportunidade para se debater o problema a que este trabalho se propõe a
investigar. O texto aborda as características fundamentais do estado
supercondutor e também faz um relato histórico da descoberta e evolução dos
supercondutores.
A escolha do texto levou em conta sua abordagem diferenciada em relação
à literatura do Ensino Médio. Nele, o resultado final da teoria não é apresentado
diretamente, mas contempla-se a forma que os conceitos evoluíram, quais ideias
acerca do fenômeno foram refutadas e quais os conceitos aceitos atualmente.
Com relação aos aspectos históricos, os Parâmetros Curriculares nacionais
(PCN) do Ensino Médio (1999, p. 22) mencionam que
esse conhecimento (histórico) tornou-se indispensável à formação da cidadania contemporânea. Para tanto, é essencial que o conhecimento físico seja explicitado como um processo histórico, objeto de contínua transformação e associado às outras formas de expressão e produção humanas.
Alguns professores consideraram importante o resgate histórico relativo à
supercondutividade, pois mostra que a Física é uma construção humana e que a
descoberta de um determinado fenômeno não ocorre imediatamente, como
muitas vezes a literatura disponível para o ensino médio faz parecer. E ainda, o
resgate histórico é uma forma de despertar a atenção do aluno com relação a
Física. Devido ao reduzido número de aulas semanais da disciplina de física, que
no Estado do Paraná é de 2 horas, esse caminho histórico é deixado de lado em
função do excesso de conteúdos previstos no planejamento anual.
Em relação ao artigo de OSTERMANN et al. (1998), selecionou-se os
seguintes comentários realizados pelos professores participantes:
O texto traz uma linguagem relativamente simples e que pode ser utilizada no ensino médio quando se faz um relato histórico do fenômeno da supercondutividade e das propriedades básicas de um supercondutor: resistividade nula e diamagnetismo perfeito. No entanto, as equações com derivações fogem aos conteúdos e à compreensão dos alunos desse nível de ensino. Como o material na área realmente é escasso, a delimitação dos conteúdos e a forma de abordagem no Ensino Médio devem ser analisados e avaliados gradativamente (Prof A).
E
O texto relacionado é bem abrangente e envolve vários tópicos a serem explorados. Além da parte específica relacionada, a questão histórica é também muito importante. Despertar o interesse é o nosso desafio como professor, dentro da física, face à dificuldade e o desinteresse de alguns educandos, bem como a dificuldade em efetuar os cálculos básicos (Prof B)
No grupo participante, verificou-se que há uma certa resistência por partes
dos educadores do Ensino Médio em geral em introduzir em suas aulas a FMC.
Há múltiplas razões para isso, que, segundo Silva et al (2011, p. 2) podem
envolver
Quantidade excessiva de assuntos sobre Física Clássica; Reduzido número de aulas de Física que compõem a grade curricular do Ensino Médio nas escolas públicas; Falta de material pedagógico adequado, para o desenvolvimento de experimentos e pesquisas relacionadas ao tópico; Falta de conhecimento sobre Física Moderna por parte dos professores de Ensino Médio.
Dessa forma, a abordagem do curso em trabalhar os conceitos da Física
Clássica, partindo de um tema da FMC, pode contribuir para quebrar a resistência
dos professores em introduzir os temas dessa nova Ciência, que já tem um século
de existência.
No entanto, o artigo estudado no início de curso é direcionado professor ao
de Física do Ensino Médio. Logo, vários conceitos nele abordados, como
parâmetro de ordem, energia livre de Gibbs e as equações relacionadas, não são
triviais, muitas vezes, nem mesmo para o professor. Para fazer uso deste material
no Ensino Médio é necessário fazer recortes e/ou uma transposição dos conceitos
para uma linguagem adequada aos estudantes.
3.2. O Mapa Conceitual e os conceitos de Eletromagnetismo
A abordagem do eletromagnetismo a partir do tema gerador de
supercondutividade, no curso destinado aos professores de Ensino Médio, foi
planejada e executada de acordo com um mapa conceitual. Conforme Moreira
(1993a), o mapa conceitual é um meio para se promover a construção do
conhecimento pela organização de ideias e conceitos.
De acordo com Novak em ALMEIDA e MOREIRA (2008),
mapas conceituais são ferramentas para a organização e representação do conhecimento, hierarquizando conceitos, usualmente colocados dentro de círculos, conectados por linhas e palavras (conectores) que representam as relações entre esses conceitos
Ainda, segundo Moreira (1986),
mapas conceituais são diagramas bidimensionais mostrando relações hierárquicas entre conceitos de uma disciplina e que derivam sua existência da própria estrutura dessa disciplina.
A Figura 1 apresenta o mapa conceitual elaborado para desenvolver os
conceitos de Eletromagnetismo que tem o fenômeno da Supercondutividade
como objeto. O mapa visa propiciar a relação entre conceitos de áreas da Física,
como eletromagnetismo, a termodinâmica e a Física do Estado Sólido, e ainda
com a Química, por meio das ligações e reações na produção da amostra
supercondutora.
Dessa forma, o mapa conceitual da Figura 1 mostra o caminho utilizado
para desenvolver conceitos de eletromagnetismo a partir das duas características
principais de um supercondutor: a resistividade nula e o efeito Meissner.
A partir do fenômeno de resistividade nula, as ramificações do mapa
conduziram aos conceitos de eletricidade. Do efeito Meissner, foi possível estudar
os conceitos de magnetismo.
Figura 1 - Mapa Conceitual utilizado no desenvolvimento de conceitos de eletromagnetismo.
É importante destacar que, no mapa conceitual utilizado, evidencia-se que
as propriedades supercondutoras dos materiais estão diretamente relacionadas
às suas estruturas cristalinas. Dessa forma, a parte central do mapa une os
conceitos de eletricidade e magnetismo. Esse fato dificilmente é abordado no
Ensino Médio.
Assim, procurou-se mostrar que por meio de um tema relativo a FMC é
possível desenvolver os conceitos clássicos de eletromagnetismo. Espera-se,
com esta abordagem, introduzir conceitos da Física Moderna e ainda mostrar a
linha tênue existente entre a Física Clássica e a Física Moderna e
Contemporânea. Assim destaca-se a importância do mapa conceitual elaborado,
que possibilita verificar a dimensão de uma teoria.
Com relação ao mapa conceitual e às atividades do curso que revisaram
temas clássicos a partir da supercondutividade, os seguintes comentários foram
feitos pelos professores cursistas:
(...) não há como não destacar a importância do material (mapa) produzido pela professora Simone, visto que o mesmo, além de abordar um tema ainda muito temido para ser abordado no Ensino Médio, o faz de modo o demonstrar a utilização do mesmo no cotidiano e desmistifica
que o mesmo é muito complexo e de difícil entendimento para os alunos (Prof C).
Apesar desse assunto ser para alunos de graduação em Física, a
ministrante do curso conseguiu abordá-lo como um tema gerador e
retirar os outros vários conceitos clássicos o permeiam com perfeição.
Realmente, foi dado um novo olhar, uma nova abordagem com esse seu
material didático, parabéns! (Prof D)
A metodologia de tomar a supercondutividade como tema gerador, para desenvolver os conceitos de eletromagnetismo, é a uma nova visão para estimularmos os educandos a se interessarem pela Física. É um material rico em conteúdo e em imagens, repleto de referências que nos favorece a oportunidade de nos aprofundarmos no tema (Prof E).
O material didático “A Supercondutividade como tema gerador para o ensino de Eletromagnetismo”, onde mostra o mapa conceitual, apresenta uma forma de abordagem que favorece tanto a formação dos professores em relação aos conteúdos relacionados à FMC, em especial supercondutividade, como oferece também material de apoio para o trabalho com os alunos. O material aborda os conceitos fundamentais, a classificação dos supercondutores, suas principais aplicações além de propor um mapa conceitual para o desenvolvimento dos conteúdos de eletromagnetismo de uma forma diferente do formato tradicionalmente descrito nos livros didáticos (Prof A)
3.3. Abordagem Experimental
O método experimental para o processamento da amostra supercondutora e
demonstração do efeito Meissner descrito no trabalho visam contribuir para o
conhecimento do fenômeno pelos professores cursistas. Aos estudantes de
Ensino Médio, tais atividades podem ser apresentadas através de imagens ou
vídeos.
O ponto de destaque desse curso, de acordo com depoimentos dos
professores participantes, foi o processamento e a caracterização de uma
amostra supercondutora, onde novamente se destacou a relação interdisciplinar
entre a Física e a Química, do cálculo da estequiometria ao processamento da
amostra.
Após o cálculo da estequiometria da amostra obtida, os professores
fizeram a pesagem e a maceração dos pós precursores da amostra
supercondutora. A primeira calcinação foi iniciada também nesse primeiro
momento. As outras macerações e calcinações foram efetuadas durante a
semana pelo monitor do curso. No próximo encontro, foram realizadas a
prensagem do pó, formando a amostra (pastilha) e o início da sinterização que foi
concluída no dia seguinte. Durante a semana foi realizada a oxigenação, quando
acredita-se que a fase supercondutora de YBa2Cu3O7- já esteja formada.
A Figura 2 mostra fotografias de professores cursistas trabalhando no
processamento das amostras.
Figura 2 -(a) pesagem dos pós precursores da amostra supercondutora. (b) maceração. (c) prensagem. (e) amostras em forma de pastilhas cilíndricas.
Fonte: própria autora
Nesta etapa do curso, os professores tiveram a oportunidade de vivenciar o
ambiente de pesquisa experimental, onde nem tudo é perfeito como a teoria
parece indicar.
Vale ressaltar que, dentre os professores, alguns não haviam ainda tido a
oportunidade de trabalhar em um laboratório de pesquisa. Sua vivência restringia-
se, basicamente, aos laboratórios de ensino do curso de graduação. Segundo o
Prof. B, tais atividades experimentais constituíram-se no diferencial deste curso
em relação a outros cursos de capacitação de professores.
No encontro seguinte, os professores prepararam a amostra para a medida
da resistividade, como mostra a Figura 3.
Figura 3- Preparação da amostra para medida da resistividade. (a) contatos de prata na amostra. (b) Cura da amostra. (d) Amostra fixada em uma placa de cobre. (e) amostra
com contatos fixada na cana.
Na medida da resistividade da amostra foi utilizada uma corrente elétrica
de intensidade 10 mA. Após a medida, os professores fizeram os gráficos da
resistividade real da amostra (considerando as suas dimensões) e da derivada da
resistividade, ambos em função da temperatura, conforme SILVA (2007) para se
obter o valor da temperatura crítica. O valor obtido foi de 92,6 K, coerente com o
encontrado na literatura (CHU, C. W. et al, 1987). Os resultados são mostrados
na Figura 4.
(b)
(a) (b)
(c)
Fios de cobre – contato
(d)
Fonte: própria autora
Figura 4 -(a) Resistividade real da amostra em função da temperatura. (b) Derivada da
resistividade em função da temperatura.
Fonte: própria autora
No encerramento da etapa experimental foi realizada a demonstração do
efeito Meissner, ou seja, a observação do diamagnetismo perfeito, que foi
estudada em uma das etapas do desenvolvimento dos conceitos de
eletromagnetismo. O diamagentismo perfeito é uma demonstração marcante, com
um ímã levitando sobre um supercondutor imerso em nitrogênio líquido. A
possibilidade de se verificar na prática o que foi ou que será estudado na teoria é
importante para a apreensão do conhecimento, o que pode também facilitar o
entendimento da linguagem matemática empregada no estudo. A Figura 5
apresenta fotografias do experimento realizado.
(a)
(b)
Figura 5 -Demonstração do efeito Meissner. (a) Componentes. (b) Levitação Magnética.
Fonte: própria autora
Nessa etapa os professores cursistas comentaram sobre a escassez de
atividades experimentais nos cursos de capacitação ofertados a docentes, como
nos relatos a seguir.
Todos os cursos ofertados para nós são teóricos Assim fazer a pastilha supercondutora e medir a sua resistividade e observar a levitação magnética foi importante, pois vimos na prática o que foi estudado na parte teórica. Essa formato de curso auxilia no entendimento dos conceitos físicos tratados (prof. D).
O método experimental para o processamento da amostra supercondutora e demonstração do efeito Meissner descrito no trabalho contribui para o conhecimento do fenômeno que pode ser apresentado aos alunos através de imagens ou vídeos (prof A).
Assim, evidenciou-se a importância da experimentação no ensino-
aprendizagem de Física. Neste curso, os conceitos da supercondutividade e de
eletromagnetismo foram abordados em paralelo a experimentação
(processamento e caracterização da amostra), o que contribui para uma melhor
compreensão dos conceitos.
De acordo com Galiazzi (2001, p. 249)
o valor da experimentação na contemporaneidade tem seu foco ainda na
construção da teoria resultante da prática, “como se não existisse teoria
ao se fazer a prática”, e propõe o desenvolvimento da teoria junto à
prática.
E ainda, para Borges (2002, p. 291)
o importante é o envolvimento do educando com a proposta de buscar
soluções a problemas presenciados por ele. Essas conclusões aludem a
contradições, pois a experimentação deve ser tratada como uma
ferramenta indispensável ao ensino, no contexto de epistemologias
diferentes.
As atividades realizadas com os professores permitiram inferir sobre a
importância da abordagem de temas de FMC. Os mapas conceituais facilitam a
conexão entre temas, possibilitando uma abrangência maior dos conceitos físicos
estudados. Os professores cursistas comentaram sobre a inserção de temas de
FMC em sala de aula, conforme reproduzido abaixo.
Nos dias atuais faz-se necessário, a introdução de tópicos de Física Moderna e Contemporânea nas escolas. É inadmissível que em pleno século XXI, nossos estudantes, no auge do uso das tecnologias promovidas pela Física Moderna, não tenham conhecimento dessa área tão vasta e fascinante da física (Prof C). Diante as mudanças que ocorre nos dias atuais a Física Moderna no Ensino Médio é importante que os alunos tenham noção que ela está presente no nosso dia a dia. No ano passado quando fiz um exame de tomografia computadorizada e, me dei conta que a física moderna estava presente na minha vida, me auxiliando/ajudando a identificar o meu problema de saúde (Prof.B).
... a escola deve proporcionar às pessoas condições de entender o mundo e interagir com ele. Só se pode interagir com algo quando se convive com o fato. A partir disso, podemos utilizar a tecnologia (o que chamo de aplicação de FMC no nosso contexto) a nosso favor, melhorando a nossa qualidade de vida. Portanto, é inevitável o estudo da FMC nas salas de aula hoje (prof F).
Ao final, o curso propiciou a relação teoria-prática por meio do estudo da
supercondutividade, que é um tema necessário para se compreender o
funcionamento de alguns aparelhos modernos, como o trem MAGLEV e a
geração de campos magnéticos intensos em ressonância magnética nuclear.
Relacionou-se ainda este tema de FMC com alguns conceitos de
eletromagnetismo, a partir das duas características do estado supercondutor
(resistência nula e efeito Meissner). Foi ainda possível o estudo aprofundado das
características da estrutura atômica do material, responsáveis pelas propriedades
supercondutoras.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
De acordo com os depoimentos colhidos durante e ao final do curso de
capacitação oferecido, verificou-se que:
A instrumentalização dos professores realizou-se de forma satisfatória,
pois a teoria foi desenvolvida paralelamente às atividades
experimentais, o que propiciou a construção do conhecimento
científico.
O mapa conceitual possibilitou a interligação entre os conceitos da
Física Clássica e da Física Moderna e Contemporânea.
A introdução da Física Moderna e Contemporânea no ensino médio
faz-se necessária devido aos inúmeros recursos tecnológicos vigentes,
cujo funcionamento fundamenta-se em seus conceitos.
O fenômeno da supercondutividade pode ser empregado como tema
gerador para a abordagem de eletromagnetismo no Ensino Médio.
5. REFERÊNCIAS
ALVARENGA, B.; MAXIMO, A. Física. V. 3. São Paulo: Scipione, 2008.
EISBERG, R.; RESNICK, R.Física Quântica de Átomos, Moléculas, Sólidos, Núcleos e Partículas. 6a ed. Rio de Janeiro: Campus, 1988.
BARBOSA, J. R. A. (Re) Construindo a Escola para os Novos Tempos. Democratizar. V.1, n.1, set./Dez. 1997
BINDLOSS, I. A. Contributions of physics to the information age. Disponível
em: http://www.physics.ucla.edu/~ianb/history/ Acesso em: 24 novembro 2013.
BORGES,A.T., J., Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. Caderno
Brasileiro de Ensino de Física, v. 19, n.3: p.291-313, dez. 2002.
CHU, C. W. et al. Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Yb-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure. Phys. Rev. Lett. 58(9), 908 (1987).
D’AGOSTIN, A.. Física Moderna e Contemporânea: com a palavra professores do Ensino Médio. Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Educação, Setor de Educação, Universidade Federal do Paraná, 2008.
GALIAZZI, M.C., Objetivos para as atividades experimentais no ensino médio. Ciência & Educação, v.7, n.2, p.249-263, 2001.
MOREIRA, M. A.Mapas Conceituais. Cad. Cat. Ens. Fis.. Florianópolis, 3(1): 17-25, abr. 1986.
MEC - BRASIL, Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN)EnsinoMédio.Brasília: SEM/MEC, 1999.
MOREIRA, M. A.A teoria de aprendizagem Significativa de David Ausubel. Porto Alegre, Instituto de Física da UFRGS. Monografias do Grupo de Ensino. Série Enfoques Didáticos, n.1. Série Enfoques Teóricos, n.10, 1993a.
OSTERMANN, F. et al. Tópico de Física Contemporânea no Ensino Médio: um Texto para Professores sobre Supercondutividade. Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol 20, no 3, 1998.
OSTERMANN, F.; RICCI, T. F. Relatividade Restrita no Ensino Médio: Contração de Lorentz-FitzGerald e aparência visual de objetos relativísticos em livros didáticos de Física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 19, n.2: p. 176-190, ago. 2002.
OSTERMANN, F.; PUREUR, P. Supercondutividade. Temas atuais em Física. 1a edição. São Paulo: Editora Livraria da USP – SBF, 2005.
RICARDO, E. C. Física. In: Orientações Curriculares do Ensino Médio. MEC: Brasília, 2004.
SILVA, J. R.N.; et al. Grupo de Professores de Física Moderna: a importância do ambiente de discussão na formação continuada de professores. In: PINHO, S. Z.; OLIVEIRA, J. B. B. (Org.). Núcleos de ensino da UNESP: artigos 2007. São Paulo: Cultura Acadêmica, 2011.
SILVA, S. A. Processamento e Caracterização de Amostras Supercondutoras Utilizando o Concentrado de Xenotima. Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Ciências da Universidade Estadual de Ponta Grossa, 2007.
THIOLLENT, M. Metodologia da pesquisa-ação. São Paulo: Cortez, 2005.
TIPLER, P. A. Física. Física Moderna: Mecânica Quântica, Relatividade e a Estrutura da Matéria. vol 3. 4a ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
Top Related