Uma proposta de inserção da teoria da relatividade restrita no Ensino Médio via estudo do GPS

Abstract

Uma proposta de inserção da teoria da relatividade restrita no Ensino Médio via estudo do GPS (A proposal for the insertion of relativity theory in high school by studying the GPS)Neste artigo são discutidas as potencialidades da inserção da física moderna e contemporânea no ensino médio, dando especialênfase ao ensino da teoria da relatividade restrita por meio do estudo e explicação do Sistema de Posicionamento Global (GPS). Descreve-se um planejamento didático de treze aulas e suas atividades, que foram desenvolvidas como parte de uma pesquisa de mestrado. Essa pesquisa procurou desenvolver no ensino médio conteúdos que tradicionalmente não são trabalhados neste nível de ensino, buscando aproximar os alunos de situações do cotidiano e que estão relacionadas com exemplares tecnológicos. As atividades realizadas com os alunos participantes procuraram desenvolver as competências preconizadas pelos Parâmetros Curriculares Nacionais. Além disso, apresentam-se os elementos que nortearam a elaboração do planejamento didático, como, por exemplo, os resultados obtidos da análise de artigos referentes ao assunto relatividade, publicados em dez periódicos nacionais e internacionais, bem como, a reflexão sobre os aspectos de um planejamento didático. Dos resultados obtidos, destaca-se que 2,21% dos artigos publicados nas principais revistas de educação em ciências e ensino de física no período de 2005 a 2009 se relacionaramà teoria da relatividade, tendo sido esta uma dificuldade encontrada ao elaborar o planejamento didático. Em relaçãoàs respostas dos alunos, cabe salientar que eles consideraram relevante o estudo do GPS e da dilatação do tempo, e, além disso, consideraram produtiva a aproximação entre o GPS e a teoria da relatividade restrita. Palavras-chave: física moderna e contemporânea, teoria da relatividade restrita, Ensino Médio, sistema de posicionamento global, ensino de física. This paper discusses the potential of insertion of modern physics in high school, with an emphasis on teaching the special theory of relativity by means of the study and explanation of the Global Positioning System (GPS). The study describes a didactic planning of thirteen classes and respective activities, which were developed as part of a master research. This research tried to approach contents which are traditionally not approached at high school, trying to approximate students to daily situations which are related to some technological apparatus. The didactic activities carried out with the participant students sought to develop the skills proposed by the National Curriculum. In addition, the paper presents the elements that guided the development of the didactic planning, as for example the results obtained from the analysis of articles related to the topic relativity, published in ten national and international journals, as well as presenting a reflection on some aspects of a didactic planning. From the obtained results, it is noteworthy that 2.21% of the articles published in the main journals on science education and physics e...

Levantamento de Recursos Didáticos para o ensino e aprendizagem de Cosmologia

“…Daí, ideias equivocadas a respeito da impossibilidade da expansão supra-lumínica, do cálculo da idade do Universo e outras aparecem com frequência. Os trabalhos de Ostermann e Moreira [28], Greca e Moreira [29], Pereira e Ostermann [30], Madruga e Cappelleto [31], Pantoja et al [32], Rodrigues [33] e Rodrigues et al [34] apontam ainda a falta de pesquisas que investigam os mecanismos concretos envolvidos no processo de construção de conhecimentos relativo a temas de FMC em condições reais de sala de aula, cujas deficiências aparecem com intensidade quando precisam ser acionados e utilizados na construção do conhecimento da Cosmologia. Finalmente, notamos que uma abordagem "conceitual", sem formalismo matemático é um risco, já que afasta os professores e alunos do logos matemático das Ciências, sendo progressivamente mais distorsivo quanto maior for o nível de ensino [35].…”

Paradoxo do capacitor e haste

“…Vale enfatizar que o estudo e a pesquisa em questões diversas relacionadas a relatividade são temas de interesse geral e recorrentes [8][9][10][11]. Por exemplo, a investigação de paradoxos diversos é frequente na literatura, vide "Dilatação do tempo, referenciais acelerados e o paradoxo dos gêmeos" [8].…”

Quebra espontânea de simetria e mecanismo de Higgs: uma abordagem a partir dos osciladores harmônico simples e anarmônico.

“…Nas últimas décadas, a inserção de Física Moderna e Contemporânea (FMC) tem sido amplamente discutida em diversos trabalhos de pesquisa [1][2][3]. Nesse sentido, várias propostas têm surgido para tratar esses assuntos como: efeito fotoelétrico [5], o átomo de Bohr [4], espectroscopia [6], física de partículas [7,8], mecânica quântica, relatividade restrita [9], matéria e energia [10], radioatividade [11]. Um dos motivos desse movimento é a necessidade de preparar o aluno para compreender e viver no mundo atual, onde conteúdos de FMC tem papel cada vez mais relevante.…”