Física Moderna e técnicas computacionais: como "ver" o átomo de Hidrogênio

Abstract

http://dx.doi.org/10.5007/2175-7941.2016v33n2p667 Este artigo busca construir uma ligação entre dois temas que têm recebido cada vez mais atenção nos anos finais da educação básica e nos anos iniciais do ensino superior nas áreas de ciência e tecnologia: a introdução à física moderna e a introdução a técnicas básicas de programação. Como pretexto, o artigo descreve como gerar figuras que representam, através de um pontilhado ou uma escala de cores, as densidades de probabilidade para o elétron em um átomo de hidrogênio. Isso é feito apresentando brevemente a física do problema de base e comentando algoritmos que (a) implementam as equações do problema, (b) permitem gerar valores aleatórios a partir de distribuições de probabilidades arbitrárias e (c) efetivamente produzem as figuras. O objetivo fundamental é mostrar ao leitor como técnicas básicas de modelagem e visualização de dados são efetivamente implementadas utilizando um tema que em princípio é de seu interesse. A implementação é feita em HTML/CSS/JavaScript, uma tecnologia extremamente versátil e acessível que constitui a base de todo o conteúdo na internet hoje, incluindo muitos ambientes educacionais virtuais.

Ensino de física moderna e contemporânea na última década: revisão sistemática de literatura

“…Dentre os trabalhos que em seu conteúdo traziam propostas de atividades didáticas [1, 4-8, 10, 12-16, 20-25, 27, 31-35, 38-40], mais da metade, que representam um total de dezesseis artigos, apresentaram sugestão de confecção de experimentos educativos com materiais de custos relativamente baixos [6,8,10,12,13,15,20,21,25,27,31,32,34,35, 39 e 40]; sete apresentaram opções de recursos computacionais, tais como experimentos virtuais ou simulações computacionais [4,5,7,14,16,19, 23 e 33], dois artigos apresentaram uma sequência de ensino com planejamento de diversas aulas cada qual com recursos como computador e vídeos para apresentação do conteúdo [22 e 24] e os dois restantes apresentaram outros tipos de abordagens:tirinhas com conteúdo educativo apostando em seu caráter lúdico, a fim de motivar alunos a aprendizagem do tema proposto [1]; um último aponta para a condução da tarefa de ministrar temas de FMC no Ensino Médio através de tópicos de história da ciência, para maior contextualização de como se deu a apropriação deste conhecimento científico [38]. A Figura 2 apresenta os tipos de intervenções didáticas sugeridas nos artigos levantados.…”

As leituras de textos de divulgação científica feitas por licenciandas no estágio supervisionado em física

“…Nesse documento, registraram-se as observações feitas durante o processo de organização, execução e avaliação das aulas que envolveram o uso de TDC [48]. 6 Nos atendimentos (ou reuniões de orientação de estágio), discutiam-se as atividades desenvolvidas por cada licencianda nos distintos momentos do estágio (pré-regência, regência e pós-regência). Esses encontros ocorriam semanalmente e duravam cerca de uma hora cada.…”

“…Ela está quisas recentes apontam a importância da leitura de Textos de Divulgação Científica (TDC) na formação de sujeitos leitores, assim como as potencialidades dos TDC no processo de ensino e aprendizagem de conteúdos científicos [3,4]. Ainda, há trabalhos que sugerem esses materiais como uma poderosa ferramenta didática, cuja principal funçãoé veicular temas sobre ciência e tecnologia em linguagem acessível, sendo destinada a um público não especializado no assunto [1,[5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]. Somado a isso, o incentivò a leitura de materiais de DC possibilita ao aluno o acesso a uma maior diversidade de informações, o desenvolvimento de habilidades de leitura, a apropriação de conceitos, formas de argumentação e elementos de terminologia científica [13,17].…”