Dia: 7 de novembro de 2017

Autores: André Quirino, Caio Correia Gomes, Clayton Figueiredo, Felipe Calaça, Ricardo Locks Gouvêa
Semestre: 01 de 2008
Palavras-chave: gravitação buraco negro relatividade

Apresentação

Neste trabalho pretendemos introduzir o conceito da Teoria Geral da Relatividade desenvolvida por Einstein, e iniciada por Newton, a fim de que possamos abordar o tema principal do módulo inovador, que é Buraco Negro. Buscaremos mostrar os principais pesquisadores responsáveis por esse novo foco de pesquisa. Após uma breve apresentação histórica, abordaremos as principais características dos buracos negros e as teorias mais aceitas no momento sobre o tema. Alguns aspectos relativos ao contexto histórico serão abordados de forma rápida e seqüencial. Assim, assumimos que nosso público alvo tenha um mínimo de conhecimento a respeito de gravitação, apesar deste assunto não ser o tema principal deste trabalho.

Introduçao

Os Buracos Negros, são entes naturais que, devido às suas características únicas, vem chamando a atenção não só da Comunidade Científica, mas também de Produtores de Filmes e de Documentários, que perceberam o grande interesse e fascínio que esse fenômeno causa nas pessoas. Devido aos avanços tecnológicos, foi possível verificar a complexidade desses entes e tornar seu ‘mecanismo’ de ação mais acessível e compreensível a todos. Diante do fato da curiosidade em entender os fenômenos dos buracos negros, esperamos, com esse Módulo de Ensino, poder aguçar a curiosidade dos alunos quanto ao interesse querer aprender Gravitação, que ao mesmo tempo em que pode ser uma disciplina relativamente difícil para alunos do Ensino Médio, também pode ser agradável e instigante se devidamente apresentada.

Objetivo

Esperamos que os alunos, ao menos, compreendam os conceitos mais abrangentes de Gravitação, e sejam capazes de entender priorizando também seu conceito histórico.

Público-alvo: Alunos do ensino médio
Número de aulas: 8

Temática: Conceitos de Gravitação, de Buraco Negro e contexto histórico da gravitação.

Anexos:
video_parte1.wmv 46647601 bytes
video_parte2.wmv 47623595 bytes
video_parte3.wmv 39971771 bytes
MEF_MI_buracos_negros.pdf 42691 bytes
Anexos.zip 1621359 bytes

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Autores: José, Marcelo, Marcos, Nelson
Semestre: 1/08
Palavras-chave: Fluerescência, Fosforecência, elétron, orbital eletrônico, núcleo atômico

Apresentação

Desde os primórdios da humanidade os fenômenos luminosos nos encantam de tal forma que hoje em dia, com a tecnologia atual, estamos imersos num mundo de luzes, artificiais e naturais. Dentre essas é comum se imaginar que para algo emitir luz, a temperatura ambiente, ele precisa estar plugado a alguma fonte de energia, porém, como explicar o porquê do brilho da camiseta branca de uma pessoa que dança alucinadamente numa discoteca? Fenômenos como esse podem ser explicados pela física por meio de fluorescência e fosforescência. Desta forma o módulo em questão procura formalizar aos estudantes do ensino médio como ocorrem esses fenômenos, bem como suas aplicações, a fim de que possam, por exemplo, “ver” os elétrons saltitantes tão presentes nas lâmpadas frias.

Introduçao

Num mundo onde a tecnologia está cada vez mais presente poderíamos dizer que sua compreensão está cada vez mais distante do cidadão comum. O mais incrível de toda essa história é que tudo parece funcionar por pura magia, algo realmente místico. Celulares, televisores, computadores, videogames e toda essa parafernália tecnológica estão mais do que presentes no dia-a-dia das pessoas, mas como elas funcionariam? Um exemplo que pode ilustrar de forma bastante clara o quão longe de observar o mundo de forma racional está o cidadão comum é uma pergunta que os professores costumam ouvir – Mas afinal, para que serve a física? É incrível que alunos continuem fazendo esta pergunta numa área responsável pelo funcionamento de todos os equipamentos presentes no dia-a-dia do aluno. Desta forma considerando que a grande maioria dos estudantes não será cientista é papel da escola proporcionar-lhe a oportunidade de enxergar o 4 mundo de outra forma. Grande parte do papel da educação científica na escola estaria cumprido se um ex-aluno aos seus trinta anos, naqueles dias de contemplação de seu derredor, olhasse para uma lâmpada fria e imaginasse os elétrons decaindo dos níveis energéticos mais altos para os níveis energéticos mais baixos coma conseqüente emissão de um fóton. É com este ponto de vista da escola como responsável pelo desenvolvimento no aluno de uma visão de mundo científica que elaboramos este módulo. Assim escolhemos um tema que versa sobre física moderna, assunto que está sendo introduzido no ensino médio. Ao pensar qual tema abordaríamos percebemos que tínhamos dois caminhos a seguir para tratar a tal Física Moderna. O primeiro caminho seria um tema que não pudesse ser vinculado com nada prático, nada do cotidiano do aluno. Para desenvolver esse tipo de tema são necessárias atividades que se bem elaboradas podem levar o aluno a compreender o tema, porém será difícil tirá-lo do abstrato. O segundo caminho seria escolher um tema com teoria robusta, interessante e que pudesse fazer com que o aluno descobrisse um pouco mais sobre o mundo que lida. Optamos pelo segundo caminho escolhendo o tema Fluorescência e Fosforescência que num brilhante golpe de marketing intitulamos O BRILHO VAI ALÈM.

Objetivo

Pretende-se que ao final desse módulo os alunos compreendam os conceitos e processos envolvidos nos fenômenos de emissão por fluorescência e fosforescências sendo capazes, por exemplo, de explicar nos termos da física moderna, fenômenos como os ponteiros do relógio brilhando no escuro ou a emissão de luz pelas lâmpadas frias.

Público-alvo: Ensino Médio
Número de aulas: 9

Temática: Física moderna, atomo de Bohr, absorsão e emissão eletronicas. Eventos relacionados a fluorescência e Fosforescência.

Anexos:
o_brilho_vai_alem.pdf 591883 bytes
Emissão Hidrogenio.swf 75803 bytes
porque energia.xls 17408 bytes
porque energia exemplo.xls 71168 bytes

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Autores: Alexander Rodrigo Arakaki, Frank Ferrer Sene, João Wander dos Santos, Silas Ferreira Macedo
Semestre: 1/2008
Palavras-chave: Condutividade iônica, eletrólito sólido, cerâmica

Apresentação

Este módulo de ensino inovador está relacionado à transposição dos conhecimentos científicos atuais na área de condutores iônicos sólidos e suas aplicações tecnológicas. Este material é destinado ao aprimoramento do professor do nível médio na área de eletricidade, especialmente eletrodinâmica, capacitando-o para promover a aprendizagem não somente dos conceitos da condução eletrônica estabelecidos pela Segunda Lei do Ohm, mas também a compreensão dos mecanismos relacionados à condução elétrica iônica em estado sólido.

Introduçao

Os fenômenos relacionados à condução elétrica do tipo iônica em materiais sólidos, apesar de apresentarem um grande desenvolvimento científico e aplicações tecnológicas atuais e inovadoras, ainda não estão presentes nos materiais instrucionais utilizados na aprendizagem dos conhecimentos científicos relacionados à Física. Tanto os condutores iônicos cerâmicos quanto os poliméricos, já fazem parte da vida diária de boa parte das civilizações modernas. Estão presentes em diversos dispositivos eletro-eletrônicos como sensores de temperatura, sensores de oxigênio, varistores, fornos de auto-indução e células à combustível. Ao contrário da condução eletrônica especialmente nos metais condutores, a condução iônica é um processo ativado termicamente, portanto, em termos de resistividade elétrica, um material condutor iônico apresenta um comportamento inversamente proporcional ao aumento da temperatura, ou seja, a resistividade elétrica decresce com o aumento da temperatura. Um modelo que descreve microscopicamente este fenômeno é apresentado aos estudantes. Este modelo envolve elementos relevantes relacionados à estrutura atômica, defeitos estruturais, como vacâncias atômicas, mobilidade iônica, estabelecendo-se assim uma relação transversal que auxilia também o aprendizado de assuntos relacionados com a química atômica e molecular. Este módulo envolve também um aprimoramento do conhecimento da condução eletrônica fundamentada na Segunda Lei de Ohm, através de uma atividade experimental envolvendo condutores de grafite bidimensionais e um ohmímetro. A influência da temperatura na condução eletrônica e o modelo de Drude também são explorados para colocar em evidência o contraste entre estas duas modalidades de condução elétrica. O módulo também contempla as aspectos históricos relacionados à condução elétrica , permitindo compreender-se os processo envolvidos na construção deste conhecimento.

Objetivo

Capacitar o professor do ensino médio a contemplar em suas aulas alguns aspectos atuais relacionados à eletricidade. Um material instrucional contendo assuntos relacionados à condução elétrica do tipo iônica será elaborado como parte complementar das aulas de eletrodinâmica. Este material estará permeado por aspectos relacionados aos processos históricos, modelagem matemática simplificada, experimentação e aplicações tecnológicas significativa para a promoção da aprendizagem efetiva.

Público-alvo: Alunos do 3o ano do ensino médio que saibam eletricidade
Número de aulas: 8

Temática: Leis de Ohm, efeito da temperatura, estrutura cristalina, defeitos da rede, condução iônica e aplicações tecnológicas de eletrólitos sólidos.

Anexos:
Eletrolito_Solido.pdf 1036271 bytes

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Autores: Giuliana Gonçalves, Josué Farias e Tatiana Gonçalves
Semestre: 1/2008
Palavras-chave: radiação radioatividade átomo eletromagnética particulada apliações efeitos

Apresentação

Este módulo inovador foi pensado para apresentar aos alunos do ensino médio uma abordagem inicial sobre a Física Moderna. Para tanto, faremos uma abordagem histórica do assunto iniciando com uma breve apresentação da evolução dos modelos atômicos até os mais aceitos na atualidade. A partir desse ponto daríamos início ao estudo da radiação e da radioatividade.

Introduçao

Existem certos assuntos controvertidos, periodicamente divulgados pelos meios de comunicação, e que dizem respeito a toda população. Esta divulgação é, geralmente, motivada por algum acontecimento que trás o assunto à tona, exigindo da comunidade uma postura crítica para avaliação de suas conseqüências. A Radiação e a Radioatividade estão entre estes assuntos. As opiniões a respeito são, geralmente, apresentadas sem o devido embasamento técnico-científico o que facilmente pode levar a erros na avaliação. Por outro lado, quando são expostos argumentos fundamentados, há certa resistência dos leitores devido à dificuldade na compreensão de certos conceitos considerados complicados e/ou pouco conhecidos. Esta desinformação tem raízes na formação escolar do leitor. Na verdade, como regra geral, conceitos como radioatividade, não são apresentados no ensino fundamental e aparecem, às vezes, na disciplina de química do ensino médio. No terceiro grau, só são discutidos em cursos da área de ciências exatas sob seus aspectos físicos, químicos e energéticos, ficando sua interação com seres vivos para a área das ciências biomédicas. Isto significa que um cidadão com formação superior, que não tenha escolhido qualquer uma das áreas acima mencionadas, terá, na melhor das hipóteses, visto o assunto radiação/radioatividade sob seu aspecto químico em algumas aulas no ensino médio. Assim como o cidadão que tenha somente o ensino fundamental, certamente nunca ouviu falar do assunto na escola! E como fica a radioterapia, os danos provocados pela radiação, a proteção radiológica e tantos outros temas que dizem respeito ao dia-a-dia do indivíduo? Somos de opinião que assuntos com esta repercussão e importância social devem ser abordados já no ensino fundamental, pois dizem respeito a cada indivíduo, que deve ser capaz de opinar, agir e decidir de acordo com uma postura ética adquirida por uma formação bem fundamentada. Supondo que algum professor de ciências do ensino médio, queira romper este ciclo. Onde poderá ele suprir as deficiências na sua própria formação de maneira a ter uma visão ampla do assunto para poder apresentá-la a seus alunos? A literatura a respeito é pouco acessível, geralmente especializada, e/ou em línguas estrangeiras. Pensando neste professor, no aluno do ensino médio, no universitário das áreas das ciências humanas e sociais e nas pessoas interessadas no assunto, estruturamos um módulo de ensino inovador, bastante acessível e abrangente no sentido de referir-se a vários aspectos do tema.

Objetivo

Trazer a radiação e a radioatividade para o cotidiano dos alunos, buscado a diferenciação destas. Trabalhar com o aluno o conceito de que radiação e radioatividade não remetem somente a malefícios. E ao final colocar o aluno como um emissor de radiação, assim como todos os corpos.

Público-alvo: Alunos do 2º e 3º Anos do Ensino Médio
Número de aulas: 11 Aulas

Temática: As palavras radiação e radioatividade atualmente deixam todo mundo de cabelo em pé, causam temor, parecem entidades do mal. O que acontece, na verdade, é que existe uma grande ignorância das pessoas sobre o assunto e um sensacionalismo da mídia, agravado pelos filmes de ficção em que estes fenômenos são responsáveis pelos mais estranhos monstros mutantes. Mas tanto a radiação quanto a radioatividade são fenômenos naturais e convivemos com eles desde o surgimento do homem na Terra.

Anexos:
RadiacaoXRadioatividade.pdf 1568436 bytes
1Radicao.pps 1041408 bytes
2Radiotaividade.pps 247808 bytes
3Aplicacoes.pps 342528 bytes
Video1Infravermelho.asf 7865133 bytes

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Autores: Alda Salles, Graciela Watanabe, Paulo Souza
Semestre: 01/2008
Palavras-chave: Aceleradores de Partículas

Apresentação

Este módulo de ensino se divide em 7 aulas onde o aluno irá aprender mais sobre a física nuclear e o funcionamento de um acelerador de partículas. Nessas aulas serão abordadas as contribuições que os estudos no campo da física nuclear têm proporcionado para o avanço tecnológico em diversas áreas da sociedade. 1º História do átomo: nesta atividade os alunos irão aprender um pouco sobre a história da concepção atômica da matéria. Pretende-se ao fim da abordagem distribuir aos grupos participantes alguns murais contendo em ordem cronológica fatos importantes sobre o estudo da estrutura da matéria feito ao longo dos séculos. Os alunos receberão também fotos dos grandes filósofos e cientistas envolvidos em tais eventos e fará a associação no mural do personagem com cada evento característico de sua pesquisa. 2º Aceleradores: os alunos irão conhecer o acelerador Pelletron da USP (por material didático preparado e/ou visita ao laboratório conforme disponibilidade) e o LHC do Cern (através de material didático e explanação em sala de aula pelo Professor). Ao fim propomos aos alunos discutirem o funcionamento dos aceleradores de partículas e traremos a revista Veja que aborda uma série de matérias sobre o assunto. Cada grupo ficará responsável por discutir um tema abordado pela revista e ao fim farão uma apresentação do tema sendo aberto aos demais alunos discutirem tendo em vista o que foi aprendido em sala de aula sobre os aceleradores. 3º Aspectos físicos: será abordado os tipos de pesquisas relacionadas com física nuclear e suas aplicações. 4º e 5º Física de partículas: os alunos irão conhecer as partículas elementares. 6º Colisões nos aceleradores: nesta atividade os alunos irão descobrir como acelerar partículas e como são retirados os dados das colisões. 7º Finalizando: discussão sobre a importância das pesquisas em física nuclear.

Introduçao

Os aceleradores de partículas são máquinas gigantescas que servem como aparato para o desenvolvimento da física nuclear. Neste módulo, pretendemos desmistificar a ciência nuclear como uma invenção associada à bombas de destruição e radiação maléfica ao homem. Buscamos assim interar o aluno sobre o ínicio do funcionamento do acelerador LHC na fronteira da Suíça com a França, um projeto de engenharia de proporções gigantescas, onde há um investimento financeiro sobremodo elevado. Procuraremos demonstrar mais especificamente o papel social atrelado à física usando como objeto de estudo os aceleradores Pelletron da Usp e o LHC do Cern.

Objetivo

Duas questões permeiam este módulo inovador: 1º questão: Como se faz pesquisas para responder questões como: Como surgiu o Universo? 2º questão: Por quê se investir milhões em máquinas de acelerar partículas? Buscando elementos históricos e físicos baseados nas pesquisas em física nuclear, este módulo tenta descaracterizar o ciência física como provedora do conhecimento específico mas também como uma parte característica da aprendizado cultural do indivíduo.

Público-alvo: Ensino médio
Número de aulas: 7

Temática: Este módulo inovador se sustenta em duas frentes do conhecimento intelectual do aluno. O primeiro é o conhecimento científico, onde buscamos inserir novos tópicos da física moderna para o entedimento do mundo que o cerca. O segundo é o que denominamos de conhecimento de extensão cultural, onde procuramos encaminhar novas questões ainda não pensadas por estes alunos, possiblitando a reflexão sobre os temas abordados. Este último ponto abordado torna-se muito importante pois os cientistas devem saber justificar à sociedade a importância de suas pesquisas e tornar claro que o dinheiro gasto em tais atividades é um investimento que a humanidade proporciona a si mesma, às vezes a longo prazo. Sobretudo abordando uma megaconstrução como o LHC deve-se deixar claro o quão importantes são tais pesquisas de forma a justificar tamanho gasto financeiro por parte dos países e instituições colaboradores do projeto.

Anexos:
Texto sobre os aceleradores.pdf 360255 bytes
Textoapoioaoprofessor-Aula1,2,3,4e5.pdf 2864281 bytes
RUTHERFORD_experimento~1.EXE 324096 bytes
Historiadaciencia.pdf 2050827 bytes
particulaselementares.pdf 1233307 bytes
ModuloInovador.pdf 2256917 bytes

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Autores: Freddy B. Figueiredo, Marcia Cristina P. Natal, Jose da Silva F. Santos
Semestre: 1 de 2008
Palavras-chave: Utensílios

Apresentação

Baseando-se no cotidiano de cada aluno, queremos mostrar que os utensílios utilizados direta ou indiretamente por eles em suas casas de maneira automática, visto como natural e obvio tem uma profunda intimidade com a Física. Também queremos mostrar a história dessas invenções tanto como suas dificuldades de serem inventados e suas expectativas.

Introduçao

Essa aula Inovadora tem como propósito apresentar uma metodologia de aula sem um compromisso restrito ao ensino tradicional de Física. Tentaremos instigar o aluno a questionar o que ele encontra no seu dia a dia tornando-o um cidadão participativo e crítico. Acreditamos que este fim possa ser alcançado com uma abordagem agradável e instigadora e quando ousamos percorrer caminhos pedagógicos ainda pouco trilhados.

Objetivo

O objetivo é despertar o interesse do aluno em entender o funcionamento dos utensílios domésticos que ele utiliza e suas relações com a Física, com uma abordagem agradável e questionadora.

Público-alvo: Alunos do ensino Médio
Número de aulas: 7 Aulas

Temática: Mostrar a História das invenções do Vaso Sanitário e a Caixa Dagua e aprofundar na Hidrostática.

Anexos:
Anexo1.ppt 189440 bytes
Anexo2.rtf 44810 bytes
Anexo3.rtf 353721 bytes
Anexo4.ppt 455680 bytes
Anexo5.ppt 390656 bytes
Anexo6.doc 31232 bytes
Anexo7.doc 131072 bytes
Anexo8.doc 76800 bytes
Anexo9.ppt 400896 bytes
Funcionamentodovasosanitarioecaixadagua.pdf 201473 bytes

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