Dissertação
Física contemporânea na educação básica: o uso de um ambiente virtual de aprendizagem para o ensino do modelo padrão da física de partículas
Autor
Marques, Rodolfo de Moura
Institución
Resumen
In this work we present the proposal of a Virtual Learning Environment developed especially
for teaching the Standard Model of Particle Physics for high school students. The Standard
Model provides a better understanding of how the particles that make up the universe and three
of the four fundamental forces are related, making it possible to predict a wide variety of
phenomena and explain various experimental results. The virtual environment was developed
in the perspective of hybrid teaching and adopts characteristics of the rotation model. In this
environment, a didactic sequence was elaborated to approach the Standard Model, through a
scientific modeling process, using different multimedia resources that can be applied in any
year of high school or in the education of young people and adults. The content of the didactic
sequence was organized in three modules that follow the form of significant learning of the
subordinate type, in which the students' previous knowledge works as a basis for the acquisition
of new knowledge through an interactive process. Module I presents the evolution of atomic
models; module II inserts the Standard Model of Particle Physics; and module III presents some
works developed based on the Standard Model and its contributions to society. The activities
involve hypertexts, videos, virtual visit to CERN, among others. The evaluation of the didactic
sequence as a teaching tool took place through a peer review process. The results indicate that
the virtual learning environment, as it was designed, has great potential to be used as an
educational resource for the insertion of contemporary physics topics in basic education. Neste trabalho apresentamos a proposta de um ambiente virtual de aprendizagem desenvolvido
especialmente para o ensino do Modelo Padrão da Física de Partículas para alunos do ensino
médio. O Modelo Padrão proporciona um melhor entendimento de como as partículas que
compõem o universo e três das quatro forças fundamentais se relacionam, possibilitando prever
uma ampla variedade de fenômenos e explicar diversos resultados experimentais. O ambiente
virtual foi estruturado na perspectiva de ensino híbrido e adota características do modelo de
rotação. Nesse ambiente foi elaborada uma sequência didática para abordar o Modelo Padrão,
por meio de um processo de modelagem científica, que utiliza diferentes recursos
multimidiáticos e pode ser aplicada em qualquer ano do ensino médio ou da educação de jovens
e adultos. O conteúdo da sequência didática foi organizado em três módulos que seguem a
forma de aprendizagem significativa do tipo subordinada, em que o conhecimento prévio dos
estudantes funciona como base para a aquisição de um novo conhecimento por meio de um
processo interativo. O módulo I apresenta a evolução dos modelos atômicos; o módulo II insere
o Modelo Padrão da Física de Partículas; e o módulo III apresenta alguns trabalhos
desenvolvidos com base no Modelo Padrão e suas contribuições para a sociedade. As atividades
envolvem hipertextos, vídeos, visita virtual ao CERN, entre outras. A avaliação da sequência
didática como ferramenta de ensino se deu por meio de um processo de revisão por pares. Os
resultados indicam que o ambiente virtual de aprendizagem, da maneira como foi estruturado,
apresenta grande potencial como recurso educacional para inserção de tópicos de física
contemporânea na educação básica.