SOUZA, Ednilson Sergio Ramalho de. Modelagem Matemática no Ensino de Física: Registros de Representação Semiótica. Universidade Federal do Pará. Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas-IEMCI/UFPA. Dissertação de Mestrado. Pará, 2010.

O objetivo geral da pesquisa é propor reflexões sobre a possibilidade de coordenar registros de representação semiótica em ambiente gerado pelo processo de Modelagem Matemática com vistas ao ensino de Física. Procurando responder à seguinte questão norteadora: A mobilização de registros de representação em atividades de Modelagem Matemática pode favorecer a conceitualização em Física? É que buscamos apoio na teoria dos registros de representação semiótica de Raymond Duval (2009; 2008) e em autores de renome na área de Modelagem Matemática no ensino, entre eles: Bassanezi (2004); Biembengut e Hein (2003); Barbosa (2001) e Chaves & Espírito Santo (2008). Metodologicamente, realizamos pesquisa bibliográfica sobre a temática Modelagem Matemática no ensino de Física, bem como o desenvolvimento analítico de seis (06) atividades de modelagem. O resultado da pesquisa bibliográfica levou à explicitação de três recursos didático-pedagógicos para desenvolver a modelagem no ensino de Física: por meio de problemas contextualizados; por meio de simulações computacionais e por meio de atividades experimentais. O desenvolvimento das atividades mostrou que a articulação de registros de representação em ambiente gerado pela Modelagem Matemática pode favorecer a conceitualização em Física.

Palavras-chave: Modelagem matemática. Registros semióticos. Ensino de Física.

BARRETO, Márcio

Nesta dissertação de mestrado o leitor encontrará os principais aspectos da obra de Newton, vistos a partir das relações entre ciência e religião em seus escritos. O foco da análise é a lei da atração gravitacional, aqui utilizada como uma metáfora valiosa para o ensino de Segundo Grau, mais especificamente o ensino de Física. O resgate das origens do conceito de força à distância, baseado em autores como B. Dobbs, R. Westfall, A. Koyré e outros, mostra que no ceme do pensamento científico moderno é possível encontrar respostas para questões essenciais da Educação do nosso tempo.

Palavras-chave: Física. Metafísica. Ciência. História.

LANÇA, Tatiana

Neste trabalho, a partir de um estudo realizado em uma escola pública da cidade de Jundiaí - SP, buscou-se aliar o ensino da Física à prática de leitura de um livro de divulgação científica, em alunos da primeira série do ensino médio, procurando-se verificar o funcionamento da leitura das leis de Newton, como apresentadas no livro: Isaac Newton e sua maçã, com a mediação da pesquisadora. Tendo em vista atingir esse objetivo, propusemo-nos a responder a seguinte questão: Como são produzidos os significados a partir da leitura do texto citado sobre Isaac Newton, considerando as condições de produção do estudo e as mediações ocorridas durante o desenvolvimento das aulas assumidas pela pesquisadora (autora deste trabalho)? O suporte se encontra na linha francesa da análise de discurso, principalmente em trabalhos de Michel Pêcheux e Eni Orlandi. Nesses autores encontra-se sustentação para admitir a relevância de se compreender o funcionamento dos discursos escolares. Verificamos que os processos de produção de sentidos, a partir de atividades de leitura em sala de aula, como as que foram realizadas, ocorreram de maneira específica para cada aluno, e, como esperávamos, confirmamos que os mesmos processos dependem das condições de produção e das histórias de vida dos estudantes.

Palavras-chave: Análise do discurso. Ensino médio. Física. Estudo e ensino.

BRAGA, Marcia de Melo

Este trabalho trata de uma abordagem instrucional centrada nos aspectos conceituais, visando uma aprendizagem eficaz e significativa de situações físicas no Ensino Médio. O objetivo da metodologia aqui empregada é priorizar conceitos físicos em relação a instrumentos (como, por exemplo, a Matemática), que devem ter a conotação apenas de ferramentas, ou de coadjuvantes, no contexto do ensino de Física no Nível Médio. Como referencial teórico para o desenvolvimento dessa metodologia é utilizada a teoria dos campos conceituais de Vergnaud. A proposta é desenvolver um material instrucional que possa servir como texto de apoio na abordagem conceitual do Eletromagnetismo.

ARTUSO, Alysson Ramos

Este trabalho traz discussões acerca do contexto da atual sociedade, suas mudanças, sua cultura, seus mecanismos de poder e o uso de ferramentas computacionais na escola. Foi realizada uma análise das possibilidades do uso da hipermídia, incluindo simulações, em busca de uma aprendizagem significativa. Na investigação foram usados sites da Internet no processo de ensino-aprendizagem dos conceitos físicos do conteúdo de gravitação universal com alunos do primeiro ano do Ensino Médio regular de Curitiba. O objetivo principal é o de avançar no entendimento, nas possibilidades e limitações, que o uso da hipermídia oferece na mudança da estrutura cognitiva (subsunçores) dos estudantes, usando como referencial a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Para isso, desenvolveu-se uma pesquisa com quatro alunos da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), antigo Cefet-PR. O estudo dividiu-se em 3 fases: um Pré-teste, seis encontros com o uso da Internet e um Pós-teste, de forma a observar o desenvolvimento dos alunos ao tratar dos conceitos estudados. Tal procedimento durou vinte dias e confirmou a hipótese de que o uso da Internet é capaz de modificar subsunçores, no sentido de que o subsunçor “força” que os alunos tinham foi ampliado e passou a se relacionar com mais situações do que antes da instrução. O próprio planejamento desenvolvido para essa análise pode possibilitar que outros professores avaliem seus alunos tendo noção da estrutura cognitiva dos estudantes e os instruam sobre os conceitos de gravitação universal. Os resultados também sugerem que o uso da hipermídia em sala oferece e potencializa alguns perigos, principalmente os relacionados com o conceito de panóptico desenvolvido por Michel Foucault, mas também oportuniza inúmeras possibilidades.

Palavras chave: Hipermídia. Novas tecnologias. Educação e Internet.

KAKUNO, Edson Massayuki

A descoberta dos raios X há um pouco mais de 100 anos (por Wilhelm K. Roentgen em 1895) abriu um campo de pesquisas com possibilidades de instrumentação sem precedentes: o comprimento de onda dos raios X permite detectar deslocamentos lineares na ordem do Angstron e deslocamentos angulares da ordem de segundos de arco. A pesquisa em materiais teve um salto com o aparecimento de fontes de raios X de segunda geração, os síncrotrons. E, ao mesmo tempo, apareceu a necessidade de se desenvolver uma instrumentação adequada para poder aproveitar ao máximo a potencialidade destas máquinas. A astronomia, hoje, tem interesse maior em explorar a faixa dos raios X do espectro eletromagnético e setores de alta tecnologia têm mais interesse em utilizar os raios X, como é o caso da litografia com raios X mole. Ainda o desenvolvimento de instrumentação em raios X não atingiu um estágio maduro e consolidado. Neste trabalho são abordados três aspectos básicos de experimentos com raios X: o condicionamento do feixes de raios X, a amostra e o detetor. No capítulo 2 é estudado um aspecto particular da difração de raios X em caso extremamente assimétrico, com feixe emergindo rasante à superfície do cristal, bem como a sua utilização no desenvolvimento de dispositivos de condicionamento de raios X. No capítulo 3 é estudado uma amostra de cristal com periodicidade variável : cristal gradiente. Este tipo de cristal, se bem desenvolvido, tem enormes possibilidades de aplicações em óptica de raios X, como é mostrado em dois exemplos no apêndice 8. Este foi um trabalho de cooperação com o grupo de crescimento de cristais (CCMC, IFSC-USP) de São Carlos. E no capítulo 4 é estudado o desenvolvimento, a partir do cristal bruto até o dispositivo final, de um detetor de estado sólido baseado no sistema CdZnTe, que é um dos materiais mais promissores para desenvolvimento de detetores para raios X duros e radiação Gama, operando com eficiência na temperatura ambiente e com resolução em energias, i.e. a possibilidade de distinguir rádio-isótopos, entre outras aplicações. É o mesmo tipo de detetor enviado na sonda Sojourner, que aterrizou em Marte. Este trabalho foi desenvolvido no NSLS do Brookhaven National Laboratory, US.

SORPRESO, Thirza Pavan

Neste trabalho procuramos compreender o imaginário de licenciandos em Física a respeito da inclusão da Física Moderna e Contemporânea no ensino médio. Acompanhamos uma turma de licenciandos em Física cursando a disciplina Prática de Ensino de Física e Estágio Supervisionado durante o primeiro semestre de 2005, no período diurno, na Faculdade de Educação da Universidade Estadual de Campinas. Dentro da temática Questão Nuclear os licenciandos prepararam episódios de ensino nos quais deveria estar presente uma das seguintes abordagens estudadas pela pesquisa em ensino de ciências: História da Ciência; Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente; Resolução de Problemas e Linguagens no Ensino de Ciências. Tendo como referencial teórico a Análise de Discurso, na vertente iniciada na França por Michel Pêcheux, com apoio principalmente em textos publicados no Brasil por Eni Puccinelli Orlandi, procuramos compreender os sentidos atribuídos pelos licenciandos para a inclusão da Física Nuclear no ensino médio. Para tal analisamos seus discursos escritos e falados nas atividades da disciplina. Pensamos o imaginário dos licenciandos como um dos aspectos condicionados pelas mediações possíveis em sala de aula e também condicionantes das mesmas. Observamos que algumas condições de produção se relacionaram com limites apontados pelos licenciandos para tal inclusão, como: vestibular, local de trabalho do professor, dificuldades dos alunos com a matemática, profundidade em que seria trabalhada a Física Nuclear, dentre outras. Observamos também que algumas condições de produção se relacionaram com possibilidades apontadas pelos licenciandos para tal inclusão, como: o ensino de Física hoje é baseado em memorização de fórmulas matemáticas e muitas vezes inclui apenas a cinemática; a Física Nuclear é um assunto muito presente nos meios de comunicação seu estudo seria uma forma de conectar a Física da escola com a vida do estudante, possibilitando que esse compreenda o mundo em que vive de forma crítica; observa-se um grande desinteresse dos estudantes pela Física e a Física Moderna assim como as abordagens anteriormente referidas auxiliariam na motivação dos alunos; dentre outras. Notamos ainda que o trabalho com as abordagens contribuiu significativamente para que os licenciandos pensassem sobre suas próprias concepções de ciência e educação, e também que a preparação de episódios de ensino desenvolvida paralelamente ao estágio proporcionou importantes reflexões para os futuros professores.

Palavras-chave: Formação de professores. Física - Ensino secundário. Imaginário. Física nuclear.

ABURAYA, Jim Heiji

Este trabalho propõe a diluição de amostras sólidas numa matriz conhecida onde as características de perda de energia das partículas incidentes e auto absorção da radiação produzida estejam caracterizadas (exemplo: ácido bórico, grafite) e supostamente não sofram alterações devido à introdução da amostra (diluição). Para o cálculo do rendimento de produção de raios X em análises TTPIXE é proposto um fator de correção para alvos espessos, dependente exclusivamente da matriz diluidora, aplicado ao rendimento de produção de raios X de alvos finos.

Palavras-chave: Espectroscopia de raios x. PIXE.

BALLESTERO, Henrique César Estevan

Este trabalho, de cunho qualitativo, analisa o envolvimento e a permanência de cinco alunos em um curso introdutório de mecânica clássica, tendo como embasamento teórico, para esse fim, as obras de Bernard Charlot que versam sobre a temática das relações com o saber; as de Thomas Kuhn sobre o aprendizado em Física, bem como referenciais relativos à avaliação formativa. Como resultados, apontamos a formação de uma rede de relações construídas pelos alunos ao longo do curso destacando a importância de uma exposição sistemática do aprendiz a situações exemplares desse ramo científico, bem como, o convívio com pares já fluentes nessa linguagem, a fim de que haja uma significativa contribuição na aquisição desse novo vocabulário, aquisição essa que pode ser ainda mais acentuada se existir, no processo de ensino-aprendizagem, um sistema avaliativo que contribua para a autorregulação do aprendizado dos alunos.

Palavras-chave: Aprendizado em física. Relação com o saber. Avaliação formativa. Produção escrita.

ROSSATO, Roberto

Dedicamos esta dissertação ao estudo das equações de difusão que generalizam a equação de difusão usual pela presença de derivadas fracionárias vinculadas à variável espacial e/ou temporal ou termos não-locais. Também consideramos o efeito dos contornos sobre o sistema difusivo por meio de condições de contorno que são não-homogêneas e dependentes do tempo. Para estas equações, sejam elas com derivadas fracionárias ou com termos não-locais, obtivemos soluções exatas utilizando o formalismo de função de Green e mostramos que elas exibem uma dispersão anômala.

Palavras-Chave: Equação de difusão. Difusão anômala. Funções de Green.