UMA ANÁLISE DO ENSINO DE CONCEITOS FUNDAMENTAIS DA MECÂNICA QUÂNTICA EM UM CURSO DE EXTENSÃO
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
São apresentados os resultados de uma experiência em um curso de extensão sobre o ensino dos conceitos e princípios da Mecânica Quântica, em especial os de estado e de superposição linear de estados. Usamos os referenciais da aprendizagem significativa e dos campos conceituais para a elaboração de um curso introdutório sobre fundamentos de Mecânica Quântica e buscamos identificar situações-problema adequadas para a apresentação e compreensão destes conceitos. O curso possuía dezoito horas, divididas em seis encontros, e foi apresentado para um grupo heterogêneo de alunos de Licenciatura em Física (sem pré-requisitos e de diversos semestres) da Universidade do Vale do Rio dos Sinos. Os dados foram coletados por meio de questionário de conhecimentos prévios, diário de bordo, avaliação escrita e entrevistas. A metodologia e a análise foram pautadas sob os referenciais da aprendizagem significativa de Ausubel e dos campos conceituais de Vergnaud. Dentre as situações-problema utilizadas, encontramos que o experimento de dupla fenda e o experimento de Stern-Gerlach são bons exemplos de aplicação dos conceitos fundamentais da Mecânica Quântica. Destacamos ainda que os resultados indicam que uma abordagem mais conceitual da Mecânica Quântica durante a graduação pode servir de incentivo para que futuros professores lecionem tópicos de Mecânica Quântica no Ensino Médio.
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Copyright (c). Boletim de Coyuntura (BOCA)
Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional.
Citas
AUSUBEL, D. P. Acquisition and retention of knowledge: a cognitive view. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000.
AUSUBEL, D. P. Educational psychology: a cognitive view. New York: Holt, Rinehart and Winston, 1968.
AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Psicologia Educacional. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980.
FANARO, M. A.; ARLEGO, M.; OTERO, M. R. “El método de caminos múltiples de Feynman como referencia para introducir los conceptos fundamentales de la mecánica cuántica en la escuela secundaria”. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, vol. 24, n. 2, 2007.
GRECA, I. M. “¿Es posible hacer comprensible la mecánica cuántica?” Revista de Enseñanza de la Física, vol. 13, n. 2, 2000.
MONTAGNANI. S. et al. “An experiential program on the foundations of quantum mechanics for final-year high-school students”. Physics Education, vol. 58, n. 3, 2023.
MOREIRA, M. A. “A teoria dos campos conceituais de Vergnaud, o ensino de ciências e a pesquisa nesta área”. Investigações em Ensino de Ciências, vol. 7, n. 1, 2002.
MOREIRA, M. A. “Aprendizagem significativa em ciências: condições de ocorrência vão muito além de pré-requisitos e motivação”. Ensino de Ciências e Tecnologia em Revista, vol. 11, n. 2, 2021.
NOGUEIRA, R. A.; SOUZA, P. F. L.; OLIVEIRA, R. F. A. A. “Transdisciplinaridade e a física moderna e contemporânea: relatos de experiências didáticas”. Revista Inter-Legere, vol. 1, n. 16, 2016.
OSTERMANN, F.; RICCI, T. S. F. “Conceitos de Física quântica na formação de professores: relato de uma experiência didática centrada no uso de experimentos virtuais”. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, vol. 22, n. 1, 2005.
PAULO, I. J. C.; MOREIRA, M. A. “Abordando conceitos fundamentais da mecânica quântica no nível médio”. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, vol. 4, n. 2, 2004.
ROCHA, C. R. et al. “The Stern-Gerlach experiment as a problem-situation to the learning of concepts and principles of quantum mechanics in secondary school”. Latin-American Journal of Physics Education, vol. 8, n. 4, 2014.
ROCHA, C. R.; HERSCOVITZ, V. E.; MOREIRA, M. A. “Introdução à Mecânica Quântica: uma proposta de minicurso para o ensino de conceitos e postulados fundamentais”. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, vol. 3, n. 1, 2010.
SANTOS, V. P. “Componentes curriculares e a física no ensino médio das escolas públicas”. Boletim de Conjuntura (BOCA), vol. 2, n. 5, 2020.
SILVA, A. C.; ALMEIDA, M. J. P. M. “Física quântica no ensino médio: o que dizem as pesquisas”. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, vol. 26, n. 3, 2011.
SOLBES, J.; SINARCAS, V. “Una propuesta para la enseñanza aprendizaje de la física cuántica basada en la investigación en didáctica de las ciencias”. Revista de Enseñanza de la Física, vol. 23, n. 1, 2010.
SOUZA, A. P. G. et al. “A física moderna e contemporânea na formação de engenheiros: a análise das estruturas curriculares de duas instituições”. Ensino de Ciências e Tecnologia em Revista, vol. 8, n. 3, 2018.
SOUZA, C. M. S. G. et al. “Pseudo-organizadores prévios como elementos facilitadores da aprendizagem em física”. Revista Brasileira de Física, vol. 11, n. 1, 1981.
SOUZA, R. S. et al. “Ensino de Mecânica Quântica na licenciatura em Física por meio da História e Filosofia da Ciência”. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, vol. 38, n. 2, 2021.
TORREGROSA, J. M. et al. “La enseñanza problematizada de la física cuántica en el nivel introductorio. Una propuesta fundamentada”. Revista de Enseñanza de la Física, vol. 28, n. 2, 2016.
TÓTH, K.; TÉL, T. “Quantum uncertainty: what to teach?” Physics Education, vol. 58, n. 2, 2023.
URSIN, R. et al. “Entanglement based quantum communication over 144 km”. Nature Physics, vol. 3, n. 7, 2007.
VERGNAUD, G. “A classification of cognitive tasks and operations of thought involved in addition and subtraction problems”. In: CARPENTER, T. et al. Addition and subtraction: A cognitive perspective. Hillsdale: Lawrence Erlbaum, 1982.
VERGNAUD, G. “A comprehensive theory of representation for mathematics education”. Journal of Mathematical Behavior, vol. 17, n. 2, 1998.
VERGNAUD, G. “La théorie des champs conceptuels”. Recherches en Didactique des Mathématiques, vol. 10, n. 2, 1990.
VERGNAUD, G. “Teoria dos campos conceituais”. Anais do Seminário Internacional de Educação Matemática do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro: UFRJ, 1993.