Tempo relativístico no início do Ensino Médio

Abstract

Este artigo relata uma intervenção de ensino realizada em uma turma de primeiro ano do Ensino Médio com o objetivo de abordar tópicos da teoria da relatividade restrita, imediatamente após o estudo da cinemática usual. Partindo das pré-concepções dos estudantes, analisamos a ampliação do perfil conceitual de tempo dos mesmos através do reconhecimento de sua relação com a dependência com o referencial. As atividades realizadas em sala são descritas e a análise de episódios de ensino e das respostas dos estudantes aos pré e pós-testes apontam a proficuidade da metodologia escolhida em função do sucesso da aprendizagem constatada. Palavras-chave: tempo, perfil conceitual, física moderna no Ensino Médio.In this work we report a teaching intervention program with junior high-school students focusing on topics of the special theory of relativity is reported just after the discussion of usual kinematics. Starting from the analysis of common misconceptions, the enhancement of the conceptual profile of time was demonstrated through their identification of its relation with the reference frame. We describe the activities which are worked out. The analysis of classroom episodes and performance tests pointed out that the adopted methodology was profitable. Keywords: time, conceptual profile, modern physics in high school. IntroduçãoImmanuel Kant, em seu livro Críticaà Razão Pura, classificou os juízos em analíticos e sintéticos. Um juízo analítico permite, e um sintético não, ser demonstrado pela lógica. Os juízos sintéticos subdividemse em empíricos (cuja veracidade pode ser constatada pela experiência) e em apriorísticos (entendido pelo autor como evidente por si mesmo). Segundo Kant, o tempo nãoé um conceito, istoé, uma classe de objetos múltiplos, mas um esquemaúnico, constituindo um juízo a priori [1].Desde a mais remota Antigüidade, o conceito de tempo vem instigando a inteligência humana. O chronos grego e o tempus latino sempre foram objeto de considerações, desde os filósofos pitagóricos, para quem o tempo era definido como a parte mensurável do movimento observável na esfera celeste, pois o movimento aparente dos corpos no céu era usado para avaliá-lo. A forma mais elementar do tempoé a organização cronológica, elaborada segundo uma causalidade espacializada. Em outras palavras, envolve um agrupamento de sucessões de durações, definidas como intervalos entre acontecimentos instantâneos sucessivos, cujo fluxo contínuoé uniforme. A medida de tempo correspondeà iteração da unidade de duração, sintetizando operações de deslocamento e as de partição [2]. A autêntica reificação do tempo decorre de uma alteração essencial na forma de observação da passagem de eventos. Segundo Paul Davies, matematicamente, o tempoé um espaço unidimensional, geralmente considerado contínuo, embora possa ser discretizado em cronons, como quadros de um filme [3]. Da perspectiva neurológica, a experiência de duração do tempoé um constructo [4].O tempo racionalé reversível e homogêneo. A distinção entre espaço e tempoé a base do conceito de ca...

Ensino-aprendizagem de física no nível médio: o estado da arte da produção acadêmica no século XXI

“…Dentro dessa perspectiva, o levantamento das concepções prévias dos estudantes tem sido utilizado como parte de estratégias de ensino. Covolan e Silva [23] avaliaram a evolução de alunos de ensino médio a partir de suas concepções prévias sobre entropia em situações cotidianas e Karam et al [24] abordaram tópicos da relatividade restrita articulados ao ensino da cinemática usual e partindo das concepções prévias dos alunos. Barbosa e Borges [25] desenharam uma sequência didática para o primeiro ano do ensino médio, começando por analisar os 'modelos de energia' dos estudantes identificados na fase preliminarà intervenção.…”