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Título: Princípios e aplicações das pinças ópticas: uma proposta didático-pedagógica para o ensino médio
Título(s) alternativo(s): Principles and applications of optical tweezers: a didactic-pedagogical proposal to high school
Autor(es): Ribeiro, Pedro Schramm
Orientador(es): Lukasievicz, Gustavo Vinicius Bassi
Palavras-chave: Aprendizagem
Estratégias de aprendizagem
Física
Learning
Learning strategies
Physics
Data do documento: 30-Ago-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: RIBEIRO, Pedro Schramm. Princípios e aplicações das pinças ópticas: uma proposta didático-pedagógica para o ensino médio. 2021. Dissertação (Mestrado em Ensino de Física) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2021.
Resumo: A capacidade do cidadão em participar conscientemente do mundo criado pelo homem moderno e a possibilidade de alterar a realidade em que está inserido tem dependência direta da compreensão desta mesma realidade. Consequentemente, o ensino de Física deve ser constantemente atualizado, de forma a não criar um abismo entre o que o estudante vê em sala de aula e o que ele vivência em seu cotidiano. Assim, abordar tópicos de Física Moderna e Contemporânea torna-se essencial, pois cria a proximidade dos estudantes com a realidade do mundo contemporâneo. Neste contexto, foi desenvolvida uma proposta didático-pedagógica que aborda o princípio de funcionamento das pinças ópticas, tecnologia que utiliza laser para manipular pequenos objetos e rendeu o prêmio Nobel de 2018 a Arthur Ashkin. A proposta envolve a utilização de material didático, construído em formato de sequência de aulas conceitualmente coerentes com a teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. O objetivo do material é apresentar os fenômenos físicos envolvidos no aprisionamento óptico, utilizando conceitos de física aprendidos no Ensino Médio. Assim, apresenta-se em dois modelos: o Material do Aluno, que contém linhas e espaços para anotações; e o Manual do Professor, que contém as respostas das perguntas presentes no texto, além de sugestões para a aplicação, como vídeos e sites que podem ser utilizados. A aplicação da proposta foi feita de forma remota e síncrona para duas turmas da terceira série do Ensino Médio de dois colégios diferentes. Para verificar a aprendizagem dos alunos foram realizadas duas atividades: a elaboração de um texto explicativo com a possibilidade do uso de diagramas e figuras desenhados à mão e a contrução de um mapa conceitual. A partir de uma análise qualitativa, verificou-se indícios de uma aprendizagem significativa para grande parte dos alunos nas duas atividades.
Abstract: The capability of citizens to consciously participate in the world created by modern man and the possibility of changing the reality in which they are inserted is directly dependent on the understanding of this reality. Consequently, the teaching of Physics must be constantly update so not to create an abyss between what students learn in classroom and what they experience in their daily lives. Thus, approaching topics of Modern and Contemporary Physics becomes essential, because it creates a proximity between students and the reality of the contemporary world. In this context, it was developed a didactical-pedagogical proposal that approaches the working principle of optical tweezers, a technology that uses laser to manipulate small objects and gave the Nobel Prize to Arthur Ashkin in 2018. The proposal involves the use of a didactic material, made in a format of a didactical sequence of classes, coherent with David Ausubel’s theory of Meaningful Learning. The purpose of the material is to present the physical phenomena involved in optical trapping using physical concepts learned in high school. Thus, it is presented in two models: the Student’s Material, which contains lines and spaces for annotations; and the Teacher’s Manual, which contains the answers for the questions in the text and suggestions for its application, like videos and websites that can be used. The proposal was applied remotely and synchronously to two student groups of the third grade of high school from two different schools. To verify the students’ learning, two activities were performed: the elaboration of an explanatory text with the possibility of using hand-drawn figures and diagrams, and the construction of a concept map. From a qualitative analysis, signs of a meaningful learning were verified in most students in both activities.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28592
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