Das Estrelas ao Átomo: Uma Proposta Metodológica Para o Ensino de Física Moderna no Ensino Médio

Abstract

RESUMO A abordagem de conceitos de Física Moderna no ensino médio tem sido objeto de estudo e preocupação. Atualmente temos uma lacuna equivalente a um século inteiro de uma nova Física, pouco presente nas salas de aula do ensino médio. Por outro lado, os Parâmetros Curriculares Nacionais vem propondo mudanças bastante significativas no ensino médio de modo que este seja capaz de oferecer aos estudantes uma formação mais voltada para a cidadania e consequentemente, uma participação mais ativa na sociedade. Diante deste quadro, a proposta deste trabalho é explorar as potencialidades e limitações da inserção de conceitos de física moderna no Ensino Médio partindo de um plano de aulas que contemple os conteúdos programáticos a partir de um abordagem que explore minimamente alguns aspectos históricos, relacionados com a natureza do conhecimento científico, bem como o uso de simulações computacionais. Para tanto foi concebida uma sequência didática com vistas a uma intervenção didática, prevista para 14 aulas, em turmas do segundo ano do ensino médio. A sequência didática foi dividia em dois grandes blocos. No primeiro bloco foram abordados os estudos sobre a espectroscopia do século XIX com destaque para uma atividade experimental, para análise de espectros contínuos e discretos, tendo como objetivo responder a pergunta sobre como o homem sabe do que o Sol é feito se ele nunca foi até lá. No segundo bloco foi abordado o cenário teórico e experimental do início do século XX, mais especificamente referente aos modelos atômicos e as primeiras ideias da quantização, da energia e da luz, e como este cenário influenciou Niels Bohr na elaboração de seu modelo atômico para o átomo de hidrogênio, com destaque ao uso das simulações computacionais como recurso metodológico. Neste bloco objetivou-se responder a pergunta sobre por quê os elementos químicos emitem espectros discretos e específicos. Ao final da sequência didática foi aplicada uma avaliação que contemplou, dentre outros pontos do conteúdo programático, aspectos referentes ao modelo atômico de Niels Bohr para o átomo de hidrogênio. A seguir, as respostas dos estudantes referentes a estas questões foram analisadas e indicaram que a sequência didática cumpriu satisfatoriamente os objetivos pretendidos. Dessa forma, pode-se afirmar que é viável a inclusão de conceitos de Física Moderno no ensino médio.

ABSTRACT The approach of modern physics concepts in high school has been the subject of study and concern. Currently we have a gap equivalent to a whole century of a new Physics, little present in high school classrooms. On the other hand, the National Curricular Parameters is proposing fairly significant changes in high school so that it is able to offer students a more focused training for citizenship and consequently a more active participation in society. Given this situation, the aim of this paper is to explore the potential and limitations of the insertion of modern physics concepts in high school starting from a lesson plan that covers the syllabus from an approach that minimally explore some historical aspects related to the nature of scientific knowledge and the use of computer simulations. For this has been designed a didactic sequence aimed at a didactic intervention, scheduled for 14 classes in the second period of high school classes. The didactic sequence was divided into two large blocks. In the first block were addressed studies on the spectroscopy of the nineteenth century with emphasis on a experimental activity to analysis of continuous and discrete spectra, aiming to answer the question of how man knows what the Sun is made if it was ever up over there. In the second block was approached theoretical and experimental scene of the early twentieth century, specifically relating to atomic models and the first ideas of quantization of energy and light, and how this scenario influenced Niels Bohr in the development of its atomic model for the hydrogen atom, especially the use of computer simulations as a methodological resource. This block aimed to answer the question about why the chemical elements emit discrete and specific spectra. At the end of the teaching sequence was applied an evaluation that included, among other parts of the curriculum, aspects related to the atomic model of Niels Bohr for the hydrogen atom. The following student responses regarding these issues were analyzed and indicated that the instructional sequence satisfactorily met the intended objectives. Thus, it can be said that the inclusion of Modern Physics concepts in high school is feasible.