A inserção de tópicos de física não-linear no ensino médio: desafios e potencialidades

Autor: Andrade, Douglas Xavier de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFGUniversidade Federal de GoiásUFG.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-10-17T13:15:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Xavier de Andrade - 2016.pdf: 8750687 bytes, checksum: b47edd6565843d8ae15e173adda15ab2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-17T17:16:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Xavier de Andrade - 2016.pdf: 8750687 bytes, checksum: b47edd6565843d8ae15e173adda15ab2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
Made available in DSpace on 2016-10-17T17:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Xavier de Andrade - 2016.pdf: 8750687 bytes, checksum: b47edd6565843d8ae15e173adda15ab2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-10-13
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Among the main problems faced by Physics teachers in the Brazilian Basic Education system are: the distance of the contents studied from the daily lives of students and the lack of materials and methodologies suitable to work topics of Modern and Contemporary Physics in the classroom. Given the need to give referrals, at least in part, the problems mentioned above, the authors of this paper sought basically to work in three fundamental points: 1) Curriculum - expand undulating physics content to cover non-linear aspects of physical systems known such as the mass-spring system, the simple pendulum, waves on a string and shallow water in order to introduce the concept of soliton and some of its applications. 2) adaptable and accessible material for topics of Physics Nonlinear - talk about the educational potential of creating a website using the tools provided by "google sites"and present disclosure page (Solitons and phenomena nonlinear) and 3) methodology - report the experiences of the discussion of topics in nonlinear physics for high school students verifying the challenges and prospects of use of a website in the classroom context of a school public high school in the state of Goiás. Thus, it is _rst introduced the subject of study by presenting the research objectives and the dissertation of the structure and then we present topics of nonlinear physics based on systems which are usually treated only in a linear fashion in high school such as: the simple pendulum (when built a pendulum corresponding to na arrangement of coupled pendula), the mass-spring system (when we study a chain of particles coupled to each other by means of springs) and linear wave equation. The study of these systems leads respectively to the equation Sine-Gordon, the Toda model, and KdV equation when they are treated in a non-linear fashion. After these equations are discussed presented their solutions 1- and 2-solitons solutions using Hirota method. After analyzing the above systems, we discuss some natural physical phenomena where solitons are present and some of their technological applications. Later we perform a review of the literature, where we use theoretical concepts to support the use of Information and Communication Technologies (ICT) in science education, and presented a website built to introduce the subjects of nonlinear Physics in high school. Then we discuss a teaching sequence designed in order to provide the use of the internet page in the classroom and the results of the didactic sequence implementation are reported in the classroom indicating that the creation and use of a website is a important tool to work subjects of Nonlinear Physics in high school to allow the use of multiple virtual learning objects and motivate the continuity of the learning process outside the classroom context.
Entre os principais problemas enfrentados pelos professores de Física da Educação Básica brasileira se encontram: o distanciamento dos conteúdos estudados com o cotidiano dos estudantes e a falta de material e metodologias adequados para se trabalhar tópicos de Física Moderna e Contemporânea em sala de aula. Diante da necessidade de dar encaminhamentos, ao menos em parte, aos problemas, acima citados, os autores desta dissertação buscaram atuar basicamente em três pontos fundamentais: 1)Currículo - expandir os conteúdos de Física Ondulatória para abranger aspectos não-lineares de sistemas físicos conhecidos como o sistema massa-mola, o pêndulo simples, as ondas numa corda e em águas rasas com o intuito de introduzir o conceito de sóliton e algumas de suas aplicações para que professores da Educação Básica possam discutí-los em sala de aula; 2) Material adaptável e acessível de divulgação de tópicos de Física Não-Linear - discorrer sobre as potencialidades educacionais da criação de uma página na internet usando as ferramentas disponibilizadas pelo "google sites" e apresentar a página de divulgação "Sólitons e fenômenos não-lineares" e 3) Metodologia - relatar as experiências da discussão de tópicos de Física Não-Linear no Ensino Médio veri_cando os desa_os e potencialidades da utilização de uma página na internet no contexto de sala de aula de uma escola pública de Ensino Médio do Estado de Goiás. Dessa forma, inicialmente é introduzido o tema de estudo através da apresentação dos objetivos da pesquisa e da estrutura da dissertação e em seguida são apresentados tópicos de Física não-linear de sistemas físicos conhecidos geralmente tratados apenas em uma forma linear no Ensino Médio a saber: o pêndulo simples, o sistema massa-mola e equação de onda linear. O estudo desses sistemas em uma forma não-linear nos levam respectivamente à equação de Sine-Gordon (quando construímos um arranjo de pêndulos acoplados), ao Modelo de Toda (quando estudamos uma rede com N massa-molas ligados), e a Equação de KdV. Após discutidas essas equações são apresentadas as suas soluções para 1 e 2-sólitons utilizando o método de Hirota. Após a análise dos sistemas supracitados discorremos sobre alguns fenômenos físicos naturais onde os sólitons estão presentes e algumas aplicações tecnológicas dos mesmos. Posteriormente é feita uma revisão de literatura, onde utilizamos concepções teóricas para fundamentar a utilização das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) no ensino de Ciências, e apresentada uma página na internet construída para introduzir os assuntos de Física Não-Linear no Ensino Médio. Por fim, discorre-se sobre uma sequência didática pensada de forma a propiciar o uso da página da internet em sala de aula e são relatados os resultados da implementação da sequência didática em sala de aula indicando que a criação e utilização de uma página na internet é uma importante ferramenta para se trabalhar assuntos de Física Não-Linear no Ensino Médio ao permitir o uso de diversos objetos virtuais de aprendizagem e motivar a continuidade do processo de aprendizagem fora do contexto de sala de aula.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: