Este documento apresenta um trabalho de conclusão de curso sobre uma nova abordagem do ensino de Física Moderna e Contemporânea no ensino médio. O autor discute os desafios atuais no ensino desta disciplina e propõe um plano de ação para introduzir os conceitos da Física Moderna desde os primeiros anos do ensino médio de forma contextualizada e significativa para os alunos.

1. UNIVERSIDADE
CATÓLICA DE
BRASÍLIA – UCB VIRTUAL
WALDIR BOSCO DE ARRUDA MONTENEGRO
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU EM ENSINO E
APRENDIZAGEM DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA PARA
O ENSINO MÉDIO
PLANO DE ATUAÇÃO NA DISCIPLINA
2013

2. 1
UNIVERSIDADE
CATÓLICA DE
BRASÍLIA – UCB VIRTUAL
WALDIR BOSCO DE ARRUDA MONTENEGRO
UMA NOVA “ABORDAGEM DA FÍSICA MODERNA E
CONTEMPORÂNEA PARA O ENSINO MÉDIO”.
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como requisito parcial para
conclusão do curso de Pós-Graduação
Lato Sensu em Ensino e Aprendizagem de
Física Moderna e Contemporânea para o
Ensino Médio.
Orientador:
Guimarães
Brasília/DF
2013
Paulo
Henrique
Alves

3. 2
Dedico este trabalho aos meus pais, aos meus irmãos, aos familiares e amigos
que sempre me apoiaram e me incentivaram a seguir nos estudos.

4. 3
Agradecimentos
Primeiramente agradeço a Deus, que me concedeu a oportunidade de viver a
fim de conquistar mais esta etapa. A Ele que me deu força, coragem e
persistência para vencer todos os obstáculos durante os anos do curso.
À minha família, pois sem ela não teria chegado até aqui. À minha esposa que
sempre acreditou em mim e me incentivou na busca dos meus sonhos, fazendo o
possível e o impossível para me ajudar a alcançá-los, mesmo com todas as
dificuldades que enfrentamos ao longo desses anos. A minha família pelo apoio
e compreensão. A vocês que me ensinaram a ser um cidadão de bem, honesto e
batalhador.

5. 4
“Como se me apresentaria o mundo se eu pudesse viajar em um raio de luz?”
(Albert Einstein)

6. 5
RESUMO
Neste trabalho está sendo apresentado uma visão crítica do ensino da Física
Moderna na atualidade. E também, de como poderíamos fazer a inserção dessa
disciplina em sala de aula, utilizando alguns recursos didáticos que serviriam de
suporte, ajudando assim, na superação das dificuldades do ensino-aprendizagem,
mostrando que, mesmo não havendo uma reformulação no currículo dessa
disciplina, podemos buscar novas formas de ensinar e aprender a Física Moderna
nas escolas.
Palavras chave:
Física Moderna,Inserção,superação e reformulação

7. 6
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 7
1. SITUAÇÃO PROBLEMA E SEU CONTEXTO................................................. 8
2. MARCO TEÓRICO........................................................................................... 13
3.PLANO DE ATUAÇÃO NA DISCIPLINA.......................................................... 16
4.RESULTADOS ESPERADOS .......................................................................... 22
5.CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................. 23
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 25
ANEXOS (opcional) ............................................................................................ 26

8. 7
INTRODUÇÃO
A Física, em particular, tem contribuído de forma significativa para o
desenvolvimento da medicina e das engenharias, bem como para as demais áreas
das ciências e da tecnologia. Além de estimular no aluno da educação básica e
provável professor a ter posturas e ações que permitam a introdução de forma
orgânica e estruturada da Física Moderna e Contemporânea em suas futuras aulas
de Física. Este trabalho foi desenvolvido com o intuito de promover uma discussão
acerca da pobreza e semelhança dos currículos de Física nas escolas brasileiras,
assim como a divisão dos conteúdos em blocos tradicionais, que vem excluindo
dessa forma, toda a Física desenvolvida do século XX em diante.
Muitas vezes o tema Física Moderna é deixado para o final dos conteúdos
trabalhados no terceiro ano do ensino médio, sendo muitas vezes abordado de
forma superficial, sem a devida profundidade e detalhamento das suas aplicações
nos dias atuais. Bem como muitas vezes o conteúdo nem é trabalhado, deixando os
alunos à margem de um conhecimento científico de extrema importância.
A divulgação dos princípios e aplicações da Física Moderna cumpre um papel
importante para o entendimento e a desmistificação dos frutos da tecnologia atual e
dos fenômenos naturais. Uma visão crítica do mundo, desde o ponto de vista de
seus fundamentos, é crucial para construir uma sociedade ativamente envolvida com
os seus problemas incluindo os de natureza social. Essa visão vem a ser importante
para formar e estimular jovens na apreciação e na compreensão da Física Moderna,
que é vista como uma nova fase nas investigações científicas, como um novo
desafio proposto à inteligência e perseverança humana.
Sendo assim, por que não apresentar nos materiais didáticos do primeiro e
segundo ano do ensino médio, alguns textos que tragam aplicações da Física
Moderna no cotidiano, ressaltando a sua importância para as diversas áreas das
ciências e tecnologias, fomentando assim o interesse e a discussão dos alunos para
este assunto?

9. 8
A pesquisa em Ensino de Física no Brasil no que tange a introdução de Física
Moderna e Contemporânea (FMC) tem lançado seus olhares sobre diferentes
frentes. Na questão curricular alguns trabalhos investigaram os conteúdos
específicos passíveis de tratamento no espaço escolar médio (Ostermann e Moreira,
1998).
Outros
estenderam
suas
perspectivas
sobre
aspectos
do
campo
metodológico, além de pesquisas específicas que detectaram as deficiências
características dos cursos de formação de professores (Terrazzan, 1994;
Ostermann, 1999; Motta, 2000) e a falta de material didático específico para o tema.
(Alvetti e Delizoicov,1998; Rezende Jr e Ricardo, 2003).
1 SITUAÇÃO – PROBLEMA E SEU CONTEXTO
Comparando o ensino da Física em diversas instituições de ensino,
percebemos que não há, no nível médio, efetivo acompanhamento dos avanços
tecnológicos ocorridos nas duas últimas décadas e tem se mostrado cada vez mais
distante da realidade dos alunos. Verificamos então o reflexo dessa realidade, no
desinteresse desses alunos pelo estudo da Física .
A falta de contextualização, aliada a um curriculum obsoleto representa um
grande problema para o desenvolvimento da prática pedagógica, que normalmente
se resume em aulas monótonas e pouco significativa em termos da aprendizagem,
para os alunos inseridos nesse processo. A falta da teoria, associada a uma prática
dentro do contexto, do que é ensinado em sala de aula, também contribui para essa
realidade. Nesse sentido, pesquisas estão sendo realizadas a fim de desenvolver
estratégias que possam promover a motivação e o diálogo nas aulas de ciências,
especificamente nas de física. Nas últimas décadas os avanços científicos e
tecnológicos têm despertado nos jovens olhares mais atentos sobre temas
relacionados às ciências de uma forma geral. Porém, a física ministrada para os
nossos estudantes, tem contribuído de forma pouco significativa nesse sentido,
principalmente para o desenvolvimento do conhecimento cientifico.
Entretanto é preocupante como o ensino da Física, particularmente a Física
no ensino médio, não tem acompanhado esse desenvolvimento e cada vez mais se

10. 9
distancia das necessidades dos alunos no que diz respeito ao estudo de
conhecimentos científicos mais atuais.
Um dos fatores que contribuem para esse quadro é a defasagem em termos
de conteúdo do atual currículo de Física e aquilo que o aluno é informado, pela
mídia escrita e falada, sobre os avanços e descobertas científicas no campo da
Física no Brasil e no mundo. Isso retrata bem a realidade do ensino da Física na
atualidade,é triste quando ouvimos alunos ligados a rede de ensino público,e até
mesmo da rede particular admitindo que não sabem o que aborda a Física
Moderna,e que nem estudaram esse assunto.
Quando indagamos os seus professores,sobre essa cruel realidade,nos é
relatado que a carga horária da disciplina de Física,é muito reduzida,portanto,o
conteúdo é suprimido e deixado de fora.Dessa forma a atualização do currículo não
pode ser desvinculada da preocupação com a formação inicial e continuada de
professores. E que não basta introduzir novos assuntos que proporcionem análise e
estudos de problemas mais atuais se não houver uma preparação adequada dos
alunos das licenciaturas para esta mudança e se o profissional em exercício não
tiver a oportunidade de se atualizar. Sendo assim, os professores devem ser os
principais interessados no processo de mudança curricular, pois serão eles que as
implementarão na sua prática pedagógica. Numa citação de Terrazzan (1992), nos
apresenta a afirmação que a divisão curricular adotada no ensino de Física nas
escolas do ensino médio segue, basicamente, a sequência ditada pelos modelos
estrangeiros, o que na prática exclui a Física desenvolvida no último século e não
permite que os alunos a compreendam como um empreendimento humano. Adverte
ainda que qualquer proposta que vise uma reformulação no currículo dessa
disciplina deve respeitar a inserção dos professores que atuam nesse nível de
ensino no desenvolvimento dessa tarefa. [...] É viável ensinar FMC no EM, tanto do
ponto de vista do ensino de atitudes quanto de conceitos. É um engano dizer que os
alunos não têm capacidade para aprender tópicos atuais. A questão é como abordar
tais tópicos [...] Se houve dificuldades de aprendizagem não foram muito diferentes
das usualmente enfrentadas com conteúdos da física clássica [...] Os alunos podem
aprendê-la se os professores estiverem adequadamente preparados e se bons

11. 10
materiais didáticos estiverem disponíveis. E.A. Terrazzan, Caderno Catarinense de
Ensino de Física 9, 3 (1992).
Sendo assim, reforça a
discussão sobre a necessidade de atualização
curricular, com base nas pesquisas analisadas, parece constituir um assunto
esgotado. Os principais problemas que surgem dessa análise referem-se ao “como
fazer”, a fim de que os tópicos de Física Moderna e contemporânea não se tornem
apenas mais um ''tópico problemático'' num currículo que necessita de uma reforma
urgente.
Afirmando que o caráter formativo desses tópicos deve ser priorizado e que
faz-se necessário buscar propostas que fujam da mera informalidade do assunto, a
fim de que não sejam inseridos como pontos isolados em um currículo que já é
bastante extenso.
Diante de análise dos textos da Lei de Diretrizes e Bases da Educação
Nacional [14], dos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN [15] e, mais
recentemente, das Orientações Curriculares Nacionais Complementares aos
Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio - PCN+ [16], mostra que o
'Novo Ensino Médio' deve priorizar ''[...]a formação geral em oposição à formação
específica; o desenvolvimento de pesquisar, buscar informações, analisá-las e
selecioná-las; a capacidade de aprender, criar, formular, ao invés do simples
exercício de memorização'' [15, p. 5].
Com relação ao ensino de Física nesse nível de ensino, indicam que a
escolha dos temas a serem abordados deve ser feita de modo que o conhecimento
de Física deixe de se estruturar como um objeto em si mesmo, passando a ser
entendido como um instrumento para a compreensão do mundo.
Os textos assinalam que os conhecimentos de Física são fundamentais para
a formação científica do cidadão contemporâneo e que o estudo dos conceitos
físicos deve ser contextualizado e interagir com outras disciplinas de forma a ganhar
sentido quando aplicado ao dia a dia de jovens e adolescentes. Apontam ainda para

12. 11
o fato de que alguns aspectos da chamada física moderna são indispensáveis para
que os alunos possam adquirir uma compreensão mais abrangente dos
conhecimentos físicos necessários para o entendimento das tecnologias mais
recentes.
Assim, habilidades e competências precisam ser construídas no ensino de
Física de forma a dar significados aos conhecimentos adquiridos e ''...os critérios
que orientam a ação pedagógica deixam, portanto, de tomar como referência
primeira 'o que ensinar de física', passando a centrar-se sobre o 'para que ensinar
Física'...''
[16,
p.
78.],
visando
uma
formação
científica
mais
crítica
e,
consequentemente, mais adequada à formação da cidadania''. Diante de tudo que
foi apresentado, fazemos o seguinte questionamento: Por que não fazer a inserção
da Física Moderna desde as séries inicias do ensino Médio?
Stannard (1990) justifica a atualização curricular ao relatar um levantamento
feito com estudantes universitários que mostrou que é a Física Moderna relatividade restrita, partículas elementares, teoria quântica, astrofísica - que mais os
influencia na decisão de escolher Física como carreira. Em outro estudo, com o
objetivo de preparar um livro introdutório sobre relatividade geral, o autor entrevistou
250 crianças de cerca de 12 anos para saber o que elas conheciam sobre tópicos
relevantes ao assunto (gravidade, aceleração). Surpreendentemente, encontrou que
um terço já havia ouvido falar em buracos negros e tinha uma vaga idéia do que se
tratava. Um número razoável relacionava Big Bang com origem do universo. Elas
mostraram-se intrigadas por estes tópicos e desejavam saber mais a respeito. O que
sabiam, haviam aprendido pela televisão e através de filmes de ficção científica (e
não sabiam que tais idéias interessantes vêm "sob o rótulo" de Física). Stannard, ao
analisar os currículos secundários de Física, critica-os por darem a impressão de
terem sido escritos há cem anos (como se nada tivesse ocorrido na Física deste
século). O autor sugere que sejam escritos livros e textos com abordagens
inovadoras de FMC como forma de encorajar a revisão curricular.
Através da chamada "física do cotidiano", Valadares e Moreira (1998)
apresentam sugestões conceituais e práticas, de como introduzir no ensino médio

13. 12
tópicos de FMC relacionados com o cotidiano dos alunos. São considerados três
tópicos: efeito fotoelétrico, laser e emissão de corpo negro, enfatizando-se algumas
de suas aplicações através de experiências simples e acessíveis a escolas com
modestos recursos financeiros. Também nesta linha Laburú et al. (1998) descrevem
o funcionamento dos mostradores de cristais líquidos, empregados na maioria dos
"displays" de relógios, calculadoras, mostrando que, com alguns conceitos já
trabalhados na escola (como eletricidade e polarização), é possível introduzir um
assunto contemporâneo nas aulas de nível médio.
Não há como negar a importância do ensino de Física Moderna e
Contemporânea no ensino médio. Por outro lado, os desafios não são fáceis. A
formação dada na universidade não está sendo suficiente para garantir a
competência necessária aos novos professores quanto ao ensino desse conteúdo.
Ter consciência de nossas defasagens, por outro lado, não pode significar
acomodação, mas deve sim, ser convertida em uma postura de busca e crescimento
pessoal. Não é porque não aprendemos algo na universidade que iremos seguir
nossa profissão sem buscar aperfeiçoamento.
Devemos atentar ainda, para os perigos conceituais nos livros didáticos.
Restringir nossa futura atuação ao que está presente nos livros enviados pelo MEC
é afirmar nosso descompromisso efetivo com a educação. Assim como ocorre em
outras profissões devemos nos aperfeiçoar constantemente e manter uma postura
crítica, visando avaliar o que é mais adequado efetivamente ao ensino.
Por outro lado, devemos ser pesquisadores em nossas futuras salas de aula.
As maneiras mais adequadas de ensinar Física Moderna e Contemporânea
precisam ser estudadas, e o professor atuante no ensino médio é quem está em
contato com a realidade. Quem melhor do que aquele em contato com situações
reais para desenvolver as melhores estratégias de ensino? Talvez a sensação de
que a teoria não funciona na prática exista porque as pessoas em contato com a
prática não se coloquem na posição de construtor do conhecimento. Devemos
valorizar a experiência dos docentes atuantes, e a melhor forma de valorizar esse
conhecimento é convertê-lo, a meu ver, em publicações e propostas disponíveis a

14. 13
toda comunidade acadêmica. Deixar as pesquisas em educação somente para
aquelas pessoas que vivem dentro da universidade, dentro de salas que não são a
realidade da periferia, por exemplo, é realmente desvalorizar todo o saber dos
professores de nível médio que lutam e buscam para que seus alunos, apesar de
tantas dificuldades, aprendam. O conjunto das idéias aqui resumidas,é apenas um
ponto de partida para uma nova forma de encarar a presença da Física moderna no
ensino atual.Com isso pretendemos demonstrar que, somente através de práticas
concretas, tentativas, erros e sucessos, experiências compartilhadas e muita
discussão que, de fato, começarão a ser produzidas novas alternativas para o
ensino da Física moderna no ensino médio.
2 MARCO TEÓRICO
Nas últimas décadas verificaram que as dificuldades e abstrações da Física
moderna não são tão maiores do que aquelas que se apresentam na Física
clássica.Aproximar o estudante da produção científica moderna, numa abordagem
ao alcance de sua interpretação e crítica, lhe proporcionará o entendimento dos
limites da Física. Se, por um lado, a Física Clássica constrói as bases sólidas para o
conhecimento científico da Física e oferece uma explicação aceitável (teóricamente)
para os fenômenos cotidianos que cercam o dia a dia do estudante, a Física
Moderna e Contemporânea amplia a visão da ciencia para os níveis macro e
microscópicos permitindo, ainda, que o estudante avalie a relação entre os saberes
científicos e sua influência nos fatores de prosperidade e desenvolvimento das
organizações sociais, nos processos políticos, econômicos e culturais, bem como a
sua interferência na forma de viver e pensar da humanidade. Um século de evolução
do conhecimento científico foi negligenciado nas escolas de nível médio. No entanto,
pesquisas realizadas nas últimas décadas verificaram que as dificuldades e
abstrações da Física moderna não são tão maiores do que aquelas que se
apresentam na Física clásica.
Carvalho, A. M. P., na sua obra ”Física: proposta para um ensino
construtivista” (2007), nos apresenta uma abordagem bastante interessante dos
temas de Física Moderna e de como eles devem ser inseridos no ensino médio.

15. 14
Carvalho.A.M.P., afirma em sua obra que pensou em chegar à Física
Moderna através da Óptica Física seguindo os passos de Albert Einstein.
A Óptica Física, infelizmente, segundo a mesma é pouco explorada no ensino
da Física. Sendo que através dela poderíamos levar ao aluno conhecimentos da
História da Ciência, os textos originais dos cientistas e introduzi-lo no estudo da
Física Moderna, já que a Física Quântica se relaciona à natureza da luz e a
Relatividade Especial de Einstein à velocidade da luz. Geralmente, esses assuntos
são trabalhados com alunos do segundo ano do ensino médio através de projetos.
Um exemplo de projeto é o esquematizado na tabela 1.(em anexos ) .
De acordo com essa proposta, a Física Moderna inaugurou um novo modo
de pensar não só na ciência como também em várias outras áreas do conhecimento,
permitindo visualizar o mundo como uma teia interrelacionada e interdependente de
fenômenos. Essa visão permitiu relacionar as partes com o todo e o todo com as
partes, rompendo com a causalidade linear e dando lugar à outra que contempla a
interação, a probabilidade e a complementaridade que favorece a apropriação, o
diálogo e a negociação, características necessárias na construção de uma nova
organização social em que devem participar atores diferentes dada a complexidade
atual. Por isso, a educação científica de hoje precisa contemplar aquilo que é
antagônico e complementar.
O livro de Física da Rede Salesiana de Escolas,do 1° ano do Ensino Médio ,
dos autores: Heliete Meira Coelho Arruda e Pedro Henrique Arruda Aragão,nos
apresenta na sua proposta curricular,uma redistribuição dos conteúdos que
tradicionalmente constituem os currículos de Física para o ensino médio, com vistas
a favorecer: a inserção de conteúdos de Física moderna e a exploração de
temas,tais como Universo e tecnologia;o relacionamento entre os diferentes tópicos
da Física e desta com as demais áreas do saber;o permanente diálogo com o
cotidiano;a exploração de atividades que estimulem o estudante para o
desenvolvimento de habilidades no sentido mais amplo,englobando aquelas
específicas à Física e a estruturação do pensamento científico,bem como aquelas
que constituem o núcleo comum do projeto pedagógico da Rede Salesiana de
Escolas.

16. 15
Sendo assim,a introdução da Física Moderna no ensino médio é de suma
importância conforme atestam vários estudos na área. Podemos destacar dentre os
motivos mais convincentes aqueles que permitem que os alunos dialoguem com os
fenômenos físicos que estão por trás do funcionamento de aparelhos que,
atualmente, são utilizados de forma corriqueira no dia-a-dia da maioria das pessoas,
fato, aliás, que torna o assunto bastante interessante.
Carvalho, A. M. P., destaca em sua obra ser imprescindível que o estudante
do segundo grau conheça os fundamentos da tecnologia atual, já que ela atua
diretamente em sua vida e certamente definirá o seu futuro profissional. Daí a
importância de se introduzir conceitos básicos da Física Moderna e, em especial, de
se fazer uma ponte entre a física da sala de aula e a Física do cotidiano.
Ela destaca que a importância de se fazer essa relação é candente para o
estudante/cidadão, pois através dela é possível analisar algumas implicações da
ciência no aspecto social, cultural, ecológico, enfim, global. E de que conhecendo
essas implicações é possível adotar posturas éticas e políticas, cada vez mais
necessárias quanto ao uso das modernas tecnologias que o avanço da ciência
possibilita.Diante
dessas
ponderações,acreditamos
que
todos
que
tem
acompanhado a evolução da Física Moderna, sabem que cabe a nós, profissionais
da educação, a mediação entre o conhecimento e o estudante no sentido de que
este desenvolva seus próprios,mecanismos para conquistar sua liberdade
intelectual, com autonomía advinda na sua capacidade de aprender e enfrentar
desafíos, construindo uma crítica em relação ao papel das ciencias na sociedade
contemporânea, O exercício da cidadania baseia-se no conhecimento das formas
contemporâneas de linguagem e no domínio dos princípios científicos e tecnológicos
que atuam na produção moderna.
Como pudemos perceber, são inúmeras as razões para que o ensino da
Física Moderna seja implantado nas escolas do ensino médio, porém sabemos que
a carga horária das aulas de Física nas escolas, principalmente nas públicas, é
pequena, que o vestibular é um grande fator limitante e que a compatibilidade do
estudo da Física Clássica e da Física Moderna, dentro da mesma programação de
três anos de 2° grau, talvez seja o problema mais difícil a ser enfrentado, de modo a

17. 16
garantir a aceitação e, consequentemente, as chances de sucesso de uma
reformulação do tipo proposto.
Mas, parafraseando o professor João Zanetic, da USP, sabemos que é
necessário que
“ensinemos a física do século XX antes que ele acabe”.
(ZANETIC, 1989).
Bem, o século XX já acabou e outra forma de ver o mundo se iniciou, temos
que correr atrás do prejuízo. Com isso, não pretendemos detalhar o formalismo
matemático dos tópicos envolvidos, nem nos aprofundarmos nestes assuntos, pois
isso faria com que nós perdêssemos pelo meio do caminho. Mas, é importante
percebermos que a Física é mesmo uma teia de conhecimentos interligados e
interdependentes e notar que aqueles que a vêem somente como uma ciência
formulista, não vêem mais do que a ponta de um enorme iceberg, portanto não
conhecem esta maravilhosa ciência.
3 PLANO DE ATUAÇÃO NA DISCIPLINA
Sobre a inserção da Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio,
sabemos que muitas são as dificuldades encontradas pelos professores para
introduzir, de fato, esses conhecimentos nas salas de aula. Os alunos costumam se
queixar que aprender Física é complicado porque falta uma conexão entre o que é
visto em sala de aula e o que acontece no dia a dia. Uma pergunta bastante
freqüente em sala de aula é: “Pra que é que eu vou precisar de Física na minha
vida?” As respostas a esta pergunta podem ser as mais variadas, no entanto não
convencerão aos alunos que a fizerem se o conhecimento for tratado como algo que
possua pouco sentido prático para o aluno.
De acordo com um documento publicado pela UNESCO (2005) intitulado
“Ensino de Ciências: o futuro em risco”, é citado que o desenvolvimento científico e
tecnológico de um país está diretamente relacionado com o conhecimento
produzido. Relatando ainda que as diferenças entre avanço e atraso residem, em

18. 17
grande parte, na escola capaz de preparar a população para tempos mais exigentes,
e que uma formação escolar que contemple conhecimentos científicos e
tecnológicos refletem numa melhora na vida das pessoas. Segundo a UNESCO, da
mesma forma como diz a LDB, esta educação é importante na formação da
cidadania, pois permite as pessoas terem oportunidade de discutir, questionar,
resolver problemas e criar soluções, bem como compreender o mundo que as
cercam. De acordo com o que consta, uma educação voltada para a ciência e
tecnologia é ainda fundamental não apenas por proporcionar à população a
capacidade de desfrutar dos conhecimentos científicos e tecnológicos, mas também
para despertar vocações, a fim de criar estes conhecimentos.
Tendo em mente, esses aspectos citados anteriormente, apresentamos um
Plano de Ensino sobre o tema: Introdução à Física Quântica, da Rede Salesiana de
Escolas, como um indicativo de como poderíamos minimizar os problemas
enfrentados pelos professores, quanto a uma aprendizagem mais significativa da
Física Moderna para os seus alunos. E também, de como poderíamos fazer a
inserção dessa disciplina em sala de aula, utilizando alguns recursos didáticos que
serviriam de suporte, ajudando assim, na superação das dificuldades do ensinoaprendizagem. Mostrando que, mesmo não havendo uma reformulação no currículo
dessa disciplina, podemos buscar novas formas de ensinar e aprender a Física
Moderna nas escolas.
PLANO DE AULA
Professor: Waldir Bosco De Arruda Montenegro
Objetivo Geral
Espera-se, ao final do módulo, que os alunos sejam capazes de:
- identificar os dois problemas teóricos na Física clássica do século XIX que
desencadearam a revolução na Física do século XX: a detecção do éter e a radiação
de corpo negro;

19. 18
- conhecer os fundamentos das duas teorias da relatividade de Einstein;
- conhecer alguns elementos de mecânica quântica, em particular o efeito
fotoelétrico e suas aplicações na tecnologia atual;
- informar-se sobre algumas inovações na física da segunda metade do século XX –
modelo de quarks e a nanotecnologia;
- compreender quais são as “promessas” de avanço num futuro próximo nessas
áreas do conhecimento.
- ENCONTRO DE FORMAÇÃO – FÍSICA 2013
Para organizar a proposta de trabalho em sala de aula.
Metas
-Entender a
quebra de
paradigmas
científicos.
Conteúdos
-O éter.
- Emissão
de radiação.
Compreender a
questão
do éter.
- Identificar
o problema
da
emissão de
radiação
por
corpos
negros.
Sequência didática
- Fazer uma rápida
revisão das descobertas
do século XIX e para
discutir a necessidade do
éter e o horror que havia
a respeito da existência
do vácuo. Peça aos
alunos que façam uma
leitura do texto:A física
no início do século
XX(p. 4 e 5 ) quais as
descobertas que eles
associam a cada um dos
cientistas citados.
-Mostrar aos alunos que
no experimento de
Michelson - Morley não
se observou uma
diferença de tempo que
justificasse a existência
do éter, mas, mesmo
assim, muitos cientistas
continuaram a acreditar
Recursos
-Atividade
Experimental:
Montagem de
um
Interferômetro
de Michelson de
baixo custo.
http://www.peri
odicos.ufsc.br/in
dex.php/fisica/ar
ticle/view/10025
Interferômetr
o de
Michelson |
Catelli |
Caderno ... Periódicos
UFSC
Número de
aulas
em sua existência.
previstas:04
-Fazer uma comparação
entre as três importantes
leis construídas para a
radiação de corpo negro:
a lei de Wien, que
aulas de 40
minutos.
Avaliação
Observações
Sendo
-Será contínua
através da
participação
dos alunos em
sala de aula.
-Pesquisas.
-Exercícios
realizados em
sala.
-Ao final de
cada capítulo
terá uma
avaliação
descritiva.
(02) aulas para
realização do
experimento.

20. 19
atendia bem às altas
frequências, a de
Rayleigh--Jeans, que
atendia às baixas
frequências, e a lei de
Planck, que surgiu
posteriormente e
resolveu o problema.
Compreender as
implicações
físicas das
bases das
teorias da
relatividade
-Calcular as
deformações
no tempo e
no espaço
em
referenciais
próximos à
velocida
de da luz.
Transforma
-ções de
Galileu.
Transforma
-ções de
Lorentz.
A
relatividade
do espaço e
do tempo.
A
equivalênci
a de
referenciais
A curvatura
do espaçotempo.
-Apresentar teorias
propostas por Albert
Einstein que
revolucionaram
a física no século XX.
Essas teorias trouxeram
a noção de que não há
movimentos absolutos
no Universo, apenas
relativos.
Outra diferença crucial
com a física clássica é
que, para Einstein, o
Universo não é plano
como na geometria
euclidiana, nem o tempo
é absoluto, mas ambos
se combinam em um
espaço-tempo curvo.
Enquanto todos sempre
acreditaram que a menor
distância entre dois
pontos é uma reta,
Einstein veio afirmar
que, para ele, a menor
distância é uma linha
curva.
É importante termos em
mente que, na verdade,
as duas teorias são uma
só, e que apenas foram
apresentadas por
Einstein em momentos
diferentes. A teoria da
relatividade restrita foi
proposta em 1905 e traz
os postulados da teoria,
o princípio da
relatividade,que afirma
que as leis físicas se
mantêm as mesmas em
-Apresentar a
reportagem da
5ª edição de
outubro de
2002,da revista
Scientific
America
Brasil:”Como
construir uma
máquina do
tempo”
Como
construir uma
máquina do
tempo |
Scientific
American
Brasil ...
http://www2.uol
.com.br/sciam/re
portagens/como
_construir_uma
_maquina_do_te
mpo.html
Número de
aulas
previstas:04
-Será contínua
através da
participação
dos alunos em
sala de aula.
-Pesquisas.
-Exercícios
realizados em
sala.
-Ao final de
cada capítulo
terá uma
avaliação
descritiva.
-Sendo
utilizadas duas
(02) aulas
para apresentar
e discutir a
reportagem da
revista
Scientific
American
Brasil.

21. 20
aulas de 40
todos os referenciais
inerciais,
e o princípio da
velocidade constante da
luz. Já a teoria da
relatividade geral,
proposta em 1916, trata
de sistemas não inerciais
Determinar
a
frequência
da
radiação
capaz de
produzir o
efeito
fotoelétrico
-Relacionar
a radiação e
a
tensão.
-Quantum
de energia.
- Fóton ou
quantum de
luz.
- Efeito
Qualquer um que não se
choque com a mecânica
quântica é porque não a
entendeu.”
(Niels Bohr)
fotoelétrico
-Discutir com os alunos
que algumas coisas são
contínuas e outras são
discretas,observando
diferentes materiais
como arroz e água.
Como não conseguimos
separar
pedacinhos pequenos de
água, que não podem ser
novamente divididos,
podemos então tratar a
água como um material
contínuo. Já o arroz é
discreto, pois cada grão
corresponde
a uma unidade.
A energia também se
comporta como uma
grandeza contínua mas,
quando tratamos de
energias muito baixas, a
energia se comporta
como uma grandeza
discreta. A menor
unidade de energia é
determinada pela
frequência emitida por
uma constante, batizada
de constante de Planck.
Apresentar aos alunos a
minutos.
-Experimento
virtual sobre
Efeito
Fotoelétrico.
expressão e o valor da
constante de Planck.
O Efeito
Fotoelétrico Experimento UFRN
-Será contínua
através da
participação
dos alunos em
sala de aula.
-Pesquisas.
-Exercícios
realizados em
sala.
-Ao final de
cada capítulo
terá uma
avaliação
http://www.dfte.
descritiva.
-Sendo
ultilizada
uma(01)aula
para
Experimento
virtual sobre
Efeito Fotoelétrico
no laboratório
de
ufrn.br/caio/exp
informática da
erimento.html
escola.
Número de
aulas
previstas:04
aulas de 40
minutos.

22. 21
Determinar
a carga
elétrica de
Partículas
elementares
-Distinguir
os
problemas
físicos
atuais.
-A física no
século
XXI.
-Partículas
elementares
Nanotecnologia.
-No meio científico, a
física de partículas e a
nanotecnologia são
alguns dos temas mais
pesquisados atualmente.
Além destes temas, o
estudo de materiais, os
sistemas dinâmicos,
a teoria do caos, a
neurociência, a física
meteorológica e tantos
outros temas estão
sempre trazendo novas
contribuições para a
tecnologia e a melhoria
da vida de todos.
Dividir a turma em
grupos e pedir aos
alunos que pesquisem
sobre alguns dos temas
mais estudados em física
no Brasil. Depois,
organize-os em círculo
para que contem aos
demais o que
descobriram.(pesquisa
realizada no
Laboratório de
informática da escola)
ESCOLA: SALESIANO SANTO ANTÔNIO
Filme:O
discreto
charme das
partículas
elementares.
www.universo
doconheciment
o.com.br/conte
nt/view/261/
-Será contínua
através da
participação
dos alunos em
sala de aula.
-Pesquisas.
-Exercícios
realizados em
sala.
-Ao final de
cada capítulo
terá uma
avaliação
Universo do
descritiva.
Conhecimento
- O discreto
charme das
partículas ...
Sendo (02)
aulas
Para o filme
Número de
aulas
previstas:04
aulas de 40
minutos.
NOME DOPROFESSOR:
WALDIR BOSCO DE ARRUDA MONTENEGRO

23. 22
4 RESULTADOS ESPERADOS
O Brasil é alvo de críticas tanto por parte de especialistas da área da Física
como também de estudantes que presenciam o aprendizado dessa matéria.
Segundo eles, outros fatores também contribuem, tais como o grande
distanciamento entre o que é lecionado dentro de sala e o mundo exterior a ela, o
distanciamento entre professor e aluno e a falta de interdisciplinaridade.
Em razão desses motivos os alunos se sentem desestimulados com o ensino
e consequente dificuldade no seu aprendizado.
Com o presente trabalho, pretendemos que o ensino de Física Moderna seja
feito de forma a mostrar aos alunos que essa ciência está presente em nosso dia-adia, que ela é nossa companheira. Relacionar matérias, levar experimentos para
sala de aula, mostrar como que funciona na prática, fazer com que o aluno se motive
e tome gosto pela matéria estudada.
Ao falar da Física Moderna, por exemplo, que se mostre as suas aplicações
no cotidiano. Sendo assim,que existe um vasto leque de opções que um educador
pode utilizar visando a fácil compreensão do aluno e um possível gosto pelo assunto
abordado. Que seja a prática uma das melhores opções, que nela o educando possa
sentir a matéria, ver como funciona a teoria na prática. E que com o passar dos anos
e com a evolução científica, percebam como essa disciplina ganhou muito destaque
em relação às outras ciências e seu campo de estudo teve uma incrível
evolução.Sendo Assim, que além da Física Clássica, obviamente muito importante,
que também sejam transmitidas aos nossos alunos, ao menos noções de
relatividade, visto que esta data do início do século passado e é extremamente
relevante.
Por exemplo, com certeza muitos alunos ficam curiosos "com o tal do LHC
que quer achar um tal Bóson de Higgs". Seria interessantíssimo aproximá-los dessa
realidade. Atualizando os conceitos do ensino médio de forma adequada certamente
não só prepararia mais os alunos como também instigaria cada vez mais deles a

24. 23
seguirem a profissão. Esperamos que o ensino de Física Moderna (e também da
física clássica) no ensino médio seja atrelado a renovação do método de ensino.
Para que isso aconteça, julgamos fundamental a criação de laboratórios de física
tanto nas escolas do ensino médio quanto nas Universidades. A física precisa ser
mostrada ao aluno, despertar seu interesse. E, para isso, o laboratório presta seu
serviço, aguçando a sua curiosidade. Ou seja, quando a Física Moderna entrar de
vez em nossos currículos teremos que ensiná-la aos jovens, e não ocorrerão mais
desculpas como hoje. Professores terão que se atualizar, e mesmo a divulgação
científica será incrementada. O importante é que consigamos sensibilizar um número
crescente de pessoas da nossa comunidade em torno da discussão da qualidade do
ensino básico.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho de conclusão de curso, propõem uma redistribuição dos
conteúdos que tradicionalmente constituem os currículos de Física para o ensino
médio, com a finalidade da inserção dos conceitos de Física Moderna e a exploração
de temas a ela relacionados. Essa redistribuição tem como base inicial que o
estudante se aproprie dos saberes, estabelecendo relações entre diferentes noções
e conceitos da Física Moderna por aproximações sucessivas a idéias que a ele
podem ser apresentadas de diversas formas. Assim, ele pode aprender cada vez
mais se um mesmo tema for abordado em diferentes momentos de aprendizagem e
nas oportunidades que lhe são oferecidas para desenvolver o entendimento,fazer
conexões com conhecimentos já apropriados e transpor novos conceitos para outros
contextos. Assim,é necessário que se façam escolhas em torno de conceitos que
permitam dotar o estudante não apenas de recursos para compreender o mundo
que o cerca, mas também de bases para o pensar científico e futuras ampliações de
saberes físicos e/ou intelectuais.

25. 24
As dificuldades conceituais enfrentadas pelos estudantes precisam ser
superadas progressivamente e lentamente, sem que se subestime sua capacidade
de enfrentar, cada vez mais, situações mais complexas. Consideramos que o aluno
tem 3 (três) anos para construir a Física Moderna. Logo, os conceitos mais
abrangentes, importantes ou de difícil compreensão podem ser abordados em três
níveis, digamos assim: aproximação (adaptação e linguagem); aprofundamento e
manutenção. É importante salientar que esses níveis se manifestam ao longo de
cada série do ensino médio. Nesta proposta, o senso comum (conhecimentos
intuitivos dos estudantes) tem seu valor como âncora para novos desenvolvimentos.
Ou seja, leva explicitamente em consideração as concepções dos
estudantes.Os processos de aprendizagem são função das situações e riqueza de
experiências com as quais o estudante é confrontado e da exploração dos
vários aspectos de um conceito nos diferentes contextos e as correlações destes
com os conhecimentos sistematizados (científicos) ou não (senso comum) que o
aluno já possui, constituem a base da compreensão para uma aprendizagem com
significado. Nesta proposta, buscamos aproximar o estudante da produção científica
moderna, numa abordagem ao alcance de sua interpretação crítica.

26. 25
REFERÊNCIAS
CARVALHO, Anna Maria P. Física: proposta para um ensino construtivista. São Paulo:
Editora Pedagógica e Universitária Ltda, 1989.
PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS, Parte III – Ensino Médio, MEC, Brasília,
1999.
PIETROCOLA, M.; CARVALHO, A. M. P. [Org]. Atualização dos currículos de Física no
Ensino Médio de escolas estaduais: a transposição das teorias modernas e contemporâneas
para a sala de aula. Projeto Temático financiado pela Fapesp, Processo 03/00146-3, 2003.
PINTO, C. A.; ZANETIC, J. É possível levar a física quântica para o ensino médio?, Caderno
Catarinense do Ensino de Física, v.16, n.1, p.7-34, 1999
E.A. Terrazzan, Caderno Catarinense de Ensino de Física 9, 3 (1992).
REIS,H. et al.O ENSINO de Física.Sistema Uno De Ensino.2009.
VALADARES, E. C., MOREIRA, A. M. Ensinando física moderna no segundo grau: efeito
fotoelétrico, laser e emissão de corpo negro. Caderno Catarinense de Ensino de Física,
Florianópolis, v. 15, n. 2, p. 121-135, ago. 1998.
OSTERMANN, F., MOREIRA, M. A. Tópicos de física contemporânea na escola média
brasileira: um estudo com a técnica Delphi. In: Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, 6.,
1998, Florianópolis. Atas.
STANNARD, R. Modern physics for the young. Physics Education, Bristol, v. 25, n. 3, p.
133, May 1990.
ARAGÃO,Heliete Meira Coelho A.Física : Rede Salesiana De Escolas.2013

27. 26
ANEXOS
Tabela 1
Proposta Para um Ensino Construtivista
CONTEÚDO BÁSICO
OBJETIVOS: Contribuir para
que os estudantes ...
ATIVIDADES
DESENVOLVIDAS
1 -- Teorias sobre a luz.
Conheçam as várias concepções
sobre a luz no decorrer da história
e os intentos para calcular sua
velocidade.
Leitura do texto ``A luz em
bolas -- dualidade
onda/partícula'' (Telecurso
2000 - aula 35) e discussão.
2 -- Ondulatória -- ondas, Saibam conceituar ondas, como
comprimento, freqüência e podem ser e resolver problemas
velocidade.
referentes.
3 -- A luz como onda -fenômenos ondulatórios.
Saibam o que é interferência,
difração, polarização, refração e
reflexão; entendam a luz como
onda eletromagnética.
Leitura e explicação
conceitual e matemática.
Leitura de textos e atividade
experimental com laser;
decomposição da luz em
cores; mistura de luzes
coloridas.
saibam que os fenômenos de
reflexão e refração podem ser
4 -- A luz como partícula -- explicados a partir da teoria
Leitura de textos; pesquisa
Óptica geométrica.
corpuscular; conheçam o efeito
sobre o efeito fotoelétrico.
fotoelétrico e suas implicações na
física e no mundo moderno.
5 -- Física Quântica.
se interem do que trata a Física
Quântica, seus princípios e
implicações.
Leitura de textos e
exercícios.
saibam que a velocidade da luz é
a maior velocidade encontrada na
natureza, discutam a existência do Leitura de textos;
6 -- Teoria da Relatividade. éter, conheçam a experiência de
desenvolvimento
Michelson-Morley relacionando matemático da teoria.
esse fato à teoria da relatividade
especial de Einstein.
Fonte: CARVALHO. A. M. P. in “Física: proposta para um ensino construtivista” (2007)