Ensino de Mecânica Quântica na licenciatura em Física por meio da História e Filosofia da Ciência

  1. Souza, Rafaelle da Silva 1
  2. Greca, Ileana M. 2
  3. Silva, Indianara Lima 3
  4. Teixeira, Elder Sales 3
  1. 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia, campus Seabra
  2. 2 Universidad de Burgos
    info

    Universidad de Burgos

    Burgos, España

    ROR https://ror.org/049da5t36

  3. 3 Universidade Estadual de Feira de Santana, BA
Revista:
Caderno Brasileiro de Ensino de Física

ISSN: 2175-7941

Año de publicación: 2021

Título del ejemplar: Caderno Brasileiro de Ensino de Física

Volumen: 38

Número: 2

Páginas: 914-944

Tipo: Artículo

DOI: 10.5007/2175-7941.2021.E74157 DIALNET GOOGLE SCHOLAR lock_openDialnet editor

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Resumen

This article analyzes the results of the application of a didactic proposal in the context of teaching Quantum Mechanics (QM) based on the History and Philosophy of Science (HPS) implemented in the undergraduate degree in physics. It´s discussed from planning to learning activities observing how these potentialize or limit the realization of the historical-conceptual understanding of Quantum Theory. It was possible to conclude, through observation, audio and video recording and document (individual activities), that the proposal was able to conduct the actions involving the teaching practice, from the specific content to the planning of the didactic transposition process. Among the contributions of the research, the use of HFC as the driving axis of teaching promoted the contextualization of the contents in the very process of its production, creating conditions for students to learn MQ by experiencing curiosity and autonomy in the construction of their learning. The results also indicate that there are important precautions to be taken when proposing innovative methodologies for the teaching-learning process.

Referencias bibliográficas

  • ALBERT, D. Z. Quantum Mechanics and experience. Harvard University Press, 1994. p. 206.
  • ANDERSON, L. W.; KRATHWOHL, D. R. A taxonomy for learning, teaching, and assessing: A revision of Bloom’s taxonomy of educational objectives. [S.l.]: Allyn & Bacon, 2001.
  • ARTIGUE, M. Didactical engeneering as a framework for the conception of teaching products. In: BIEHLER, R. E. A. (Ed.). Didactics of Mathematics as a Scientific Discipline. Netherlands: Kluwer Academic Publishers, p. 27-39, 1994.
  • ASPECT, A.; DALIBARD, J.; ROGER, G. Experimental test of Bell’s inequalities using time-varying analyzers. Physical Review Letters, v. 49, n. 25, p. 1804-1807, 1982b.
  • BRASIL. Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Educação é a Base. Brasília, MEC/CONSED/UNDIME, 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 30 de Jul. 2020.
  • BELL, J. S. On the Einstein Podolsky Rosen Paradox. Physics 1, p. 195-200, 1964.
  • BROCKINGTON, G.; PIETROCOLA, M. Serão as regras da transposição didática aplicáveis à Física Moderna? Investigações em Ensino de Ciências, v. 10, n. 3, p. 387-404, 2005.
  • CHEVALLARD, Y. La transposición didáctica: del saber sabio al saber enseñado. La Pensée Sauvage, Argentina, 1991.
  • COLL, C. et al. Los contenidos en la reforma: enseñanza y aprendizaje de conceptos, procedimientos y actitudes. Buenos Aires, 1992.
  • CUESTA-BELTRÁN, Y. J. Estado del arte: tendências en la enseñanza de la física cuántica entre 1986 y 2016. TED: N° 44, p. 147-166, 2018.
  • DIDIŞ, N.; ERYILMAZ, A.; ERKOÇ, Ş. Pre-service Physics Teachers’Comprehension of Quantum Mechanical Concepts. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, v. 6, n. 4, p. 227-235, 2010.
  • EINSTEIN, A.; PODOLSKY, B.; ROSEN, N. Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Physical Review, v. 47, p. 777-780, 1935.
  • FORATO, T. C. M.; MARTINS, R. A.; PIETROCOLA, M. Temas de História e Filosofia da Ciência no Ensino. In: PEDUZZI, L. O. Q.; MARTINS, A. F. P; FERREIRA, J. M. H. (Orgs.) EDUFRN, Natal, 2012. p.123-154.
  • GIL PÉREZ. D. el al. Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação, v. 7, n. 2, p. 125-153; 2001.
  • GRECA, I. M. Construindo significados em mecânica quântica: resultados de uma proposta didática aplicada a estudantes de física geral. 2000. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.
  • HÖTTECKE, D.; HENKE, A.; RIESS, F. Implementing History and Philosophy in Science Teaching: Strategies, Methods, Results and Experiences from the European HIPST Project. Science & Education, v. 21, p. 1233, 2010.
  • JOHANSSON, A. et al. “Shut up and calculate”: the available discursive positions in quantum physics courses. Cultural Studies of Science Education, v. 13, p. 205-226, 2016.
  • KAMPOURAKIS, K. The “general aspects” conceptualization as a pragmatic and effective means to introducing students to nature of science. Journal of Research in Science Teaching, v. 53, p. 667-682, 2016.
  • MARTINS, A. F. P. História e filosofia da ciência no ensino: Há muitas pedras nesse caminho. Caderno Brasileiro do Ensino de Física, v. 24, n. 1, p. 112-131, 2007.
  • MARTINS, A. F. P. Natureza da Ciência no ensino de ciências: uma proposta baseada em “temas” e “questões”. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 32, n. 3, p. 703-737, dez. 2015.
  • MARTINS, R. A. Sobre o papel da história da ciência no ensino. Boletim da Sociedade Brasileira de História da Ciência, n. 9, p. 3-5, 1990.
  • MATTHEWS, M. Science Teaching: The Role of History and Philosophy of Science. New York: Routledge. 1994.
  • MATTHEWS, M. História, Filosofia e Ensino de Ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Catarinense de Ensino de Física, v.12, n. 3, p. 164-214, 1995.
  • MODY, C. C. M. Scientific Practice and Science Education. Science Education, v. 99, n. 6, p. 1026-1032, 2015.
  • MORAN, J. M.; MASETTO, M. T.; BEHRENS, M. A. Novas tecnologias e mediação pedagógica. 21. ed. Campinas: Papirus, 2013.
  • MONTENEGRO, R. L.; PESSOA JR., O. Interpretações da Teoria Quântica e as concepções dos estudantes do curso de Física. Investigações em Ensino de Ciências, v. 7, n. 2, p. 107-126, 2002.
  • MOURA, B. A.; SILVA, C. C. Critical and Transformative Teachers: A Rationale for History and Philosophy of Science in Teacher Education. In: PRESTES, M. E. B.; SILVA, C. C. (Eds.). Teaching Science with Context: Historical, Philosophical, and Sociological Approaches. 2. ed. São Paulo: Saraiva, 2018. cap.1. p. 3-13.
  • MOURA, C. B., GUERRA, A. História cultural da ciência: um caminho possível para a discussão sobre as práticas científicas no ensino de ciências? Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, v. 16, n. 3, p. 725-748, 2016.
  • MÜLLER, R.; WIESNER, H. Teaching quantum mechanics on an introductory level. American Journal of Physics, v. 70, n. 3, p. 200-209, 2002.
  • NETTO, J. S. Complementaridade onda-partícula e emaranhamento quântico na formação de professores de Física segundo a perspectiva sociocultural. 2015. 311 f. (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.
  • NUNES, A. L. Física Quântica para Todos. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA, XVII, 2007. Atas...
  • OLIVEIRA, I. S. et al. Emaranhamento Quântico. Ciência Hoje, v. 42, n. 249, p. 32, 2008.
  • OLIVEIRA, R. A.; SILVA, A. P. B. Temas de História e Filosofia da Ciência no Ensino. In: PEDUZZI, L. O. Q.; MARTINS, A. F. P; FERREIRA, J. M. H. (Orgs.) EDUFRN, Natal, 2012. p. 41-64.
  • OSTERMANN, F.; RICCI, T. S. F. Construindo uma unidade didática conceitual sobre Mecânica Quântica: um estudo na formação de professores de Física. Ciência & Educação, v. 2, p. 235-258, 2004.
  • PESSOA JR, O. Conceitos de Física Quântica. São Paulo: Livraria da Física, 2003.
  • PESSOA JR., O. Introdução histórica à Teoria Quântica, aos seus problemas de fundamento e às suas interpretações. Caderno de Física da UEFS, v. 04, n. 01 e 02, p. 89-114, 2006.
  • PRESTES, M. E. B.; CALDEIRA, A. M. A. Introdução. A importância da história da ciência na educação científica. Filosofia e História da Biologia, v. 4, p. 1-16, 2009.
  • PIQUEIRA, J. R. C. Teoria quântica da informação: impossibilidade de cópia, entrelaçamento e teletransporte. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 33, n. 4, p. 4303, 2011.
  • RIGOLIN, G.; RIEZNIK, A. A. Introdução à criptografia quântica. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 4, p. 517-526, 2005.
  • ROSALES, S. F. D.; VERGARA, J. R. A.; VELEZ, E. L. M. ?Qué sentido tiene la naturaleza de la ciencia y la historiade la ciencia en la formación ciudadana y valórica de un ser planetário? In: GATICA, M. Q.; ROSALES, S. D.; CASTILLO, H. C. (Orgs.). Historia y Filosofía de la ciencia: aportes pra uma ‘nueva aula de ciencias’, promotora de cidadania y valores. Santiago do Chile: Bellaterra, 2014
  • SCHEID, N. M. J. História da ciência na educação científica e tecnológica: contribuições e desafios. Revista brasileira de Ensino em Ciência e Tecnologia, Ponta Grossa, v. 11, n. 2, p. 443-458, 2018.
  • SILVA, B. V. C. História e filosofia da ciência como subsídio para elaborar estratégias didáticas em sala de aula: um relato de experiência em sala de aula. Revista Ciência & Ideias, v. 3, n. 2, 2012.
  • SOUZA, R. S.; SILVA, I.; TEIXEIRA, E. S. Conceitos de Física Quântica na formação de professores: construindo uma proposta didática orientada pela História e Filosofia da Ciência. In: SNHCT, 16, 2018. Anais eletrônicos... ISBN: 978-85-93331-02-2, 2018.
  • SOUZA, R. S.; SILVA, I.; TEIXEIRA, E. S. Contextualização histórica dos conceitos de emaranhamento quântico e não-localidade. Revista Docência do Ensino Superior, v. 10, p. 1-20, 13 jul. 2020.
  • SOUZA, R. S.; GRECA, I. M.; SILVA, I.; TEIXEIRA, E.S. Reflexões sobre o Ensino de Mecânica Quântica nos Cursos de Graduação em Física a partir de Revisão Sistemática. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, v. 20, p. 1363-1391, 2021.
  • VIGOTSKI, L. S. Psicologia pedagógica. Porto Alegre: Artmed, 2003. (Trabalho original publicado em 1926)