Transposição didática da computação quântica:
estados emaranhados e teleporte quântico.
Registro en:
SILVA, João Marcos Costa da. Transposição didática da computação quântica: estados emaranhados e teleporte quântico. 2022. 90 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, Universidade Federal do Tocantins, Araguaína, 2023
Autor
Silva, João Marcos Costa da
Institución
Resumen
In this paper, we propose the development of a white paper to help students learn about and
manipulate quantum information using mathematical tools in a high school context. We present
an analysis of the teaching of Modern and Contemporary Physics (MCP) in Brazil and its absence
in the curriculum proposed for high school. We discuss the theory of quantum computing, in
particular about logic gates and quantum circuits, with the related mathematical and conceptual
apparatus. We apply three active methods Learning by Doing, Teaching and Learning Sequence,
and Problem-Based Learning. In this way, we have combined Modern and Contemporary Physics
content with active methods and developed a pedagogical product that has been used with high
school students. Also, we discuss the application of the teaching tool with the proposed peda-
gogical proposal to achieve meaningful learning on the students behalf. Finally, after applying
the educational product and analyzing the results obtained, we found, through the resolutions
developed by the students, that they showed interest and skills (mathematical and conceptual)
necessary for understanding the contents of MCP, a factor that contributes, significantly, for the
scientific formation of the students. Neste trabalho, desenvolvemos um white paper para auxiliar os estudantes a conhecer e manipular
informações quânticas com a utilização de ferramentas matemáticas no contexto do Ensino Médio.
Apresentamos uma análise do ensino de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Brasil e sua
ausência no currículo proposto para o Ensino Médio. Discutimos sobre a teoria da Computação
Quântica, em específico sobre portas lógicas e circuitos quânticos, com seu devido aparato
matemático e conceitual. Abordamos estes conceitos empregando três metodologias ativas, são
elas Aprender fazendo, Sequência de Ensino e Aprendizagem e Aprendizagem Baseada em
Problema. Assim, unimos o conteúdo de Física Moderna e Contemporânea com as metodologias
ativas e construímos um produto educacional que foi utilizado com estudantes do Ensino Médio.
Também discutimos sobre a aplicação do produto educacional com a proposta pedagógica
sugerida, de modo a almejar a aprendizagem significativa por parte dos alunos. Por fim, após a
aplicação do produto educacional e da análise dos resultados obtidos, constatamos, por meio
das resoluções desenvolvidas pelos alunos, que eles demonstraram interesse e habilidades
(matemáticas e conceituais) necessárias para a compreensão dos conteúdos de FMC, fator que
contribui, significativamente, para a formação científica dos estudantes.