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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITRIO DO ARAGUAIA
Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Fsica
MONTAGEM EXPERIMENTAL DE UM REL
FOTOELTRICO DIDTICO PARA O ENSINO MDIO
JOO GOMES DA SILVA
BARRA DO GARAS MT, 2016
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITRIO DO ARAGUAIA
Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Fsica
MONTAGEM EXPERIMENTAL DE UM REL
FOTOELTRICO DIDTICO PARA O ENSINO MDIO
JOO GOMES DA SILVA
ORIENTADOR: PROF. DR. ARIAN PAULO DE A. MORAES
Dissertao apresentada ao programa de ps-graduao do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Fsica, da Universidade Federal de Mato Grosso, Campus Universitrio do Araguaia, para a obteno do ttulo de Mestre em Ensino de Fsica.
BARRA DO GARAS MT, 2016
Dados Internacionais de Catalogao na Fonte.
Ficha catalogrfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
Permitida a reproduo parcial ou total, desde que citada a fonte.
D111m da Silva, Joo Gomes.MONTAGEM EXPERIMENTAL DE UM REL FOTOELTRICO DIDTICO
PARA O ENSINO MDIO / Joo Gomes da Silva. -- 201640 f. : il. color. ; 30 cm.
Orientador: ARIAN PAULO DE ALMEIDA MORAES.Dissertao (mestrado) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de
Cincias Exatas e da Terra, Programa de Ps-Graduao em Ensino de Fsica emRede Nacional - PROFIS - Mestrado, Pontal do Araguaia, 2016.
Inclui bibliografia.
1. Fotocondutividade. 2. Aula Experimental. 3. Fsica Moderna. I. Ttulo.
Cada dia sabemos mais e entendemos menos.
Einstein
Dedico esse trabalho a minha amada esposa Maria Carmelita, filhos e
netos.
AGRADECIMENTOS
A Deus pelos dons disponibilizados a mim para que esse rduo
trabalho fosse concludo.
A Capes, que acreditou no sucesso desse programa de ps-
graduao.
A SEDUC-MT, que contribuiu com minha licena para qualificao
profissional.
A todos os professores do programa de ps-graduao do Mestrado
Nacional Profissional em Ensino de Fsica, que contriburam com a minha
formao, seja ministrando aulas ou indicando caminhos para o
aprimoramento do trabalho.
Aos professores integrantes das bancas examinadoras (Qualificao
e Dissertao).
A professora formadora do CEFAPRO Maria Eugnia, por contribuir
com esse trabalho proporcionando material de estudos e indicando
caminhos.
A meu orientador Prof. Dr. Arian Paulo de Almeida Moraes pela
dedicao e pelo incansvel trabalho.
Ao saudoso professor Emerson Ramos de Souza que contribuiu muito
com o Ensino de Fsica na Universidade Federal de Mato Grosso.
A comunidade da Escola Estadual Nossa Senhora da Guia, que me
apoiaram muito. A comunidade do Centro de Educao de Jovens e Adultos
de Aragaras que contribuiu para o aperfeioamento e concluso deste
trabalho.
Aos colegas do Mestrado pela troca de experincias e
companheirismo.
Aos amigos Joaquim Roberto, Daniel Alves, Adriana e Joo Henrique.
A minha amada esposa Maria Carmelita e minha querida filha
Vithria, que foram quem mais sofreram com minhas horas dirias de
ausncia em funo dos estudos e do trabalho de Dissertao.
A todos os meus familiares, que rezaram e torceram por mim. A meu
av Eustquio Ferreira da Silva, a minha me dona Nair Gomes da Silva e
ao meu pai Jos Ferreira da Silva.
RESUMO
No Brasil, o ensino de Fsica Moderna no tem recebido a devida
importncia durante o planejamento escolar, apesar de tratar-se de um
contedo obrigatrio. Em funo disso, os alunos tm apresentado
dificuldades em discutir e refletir sobre os conceitos relacionados aos
avanos tecnolgicos. Podemos destacar tambm a pouca, ou em muitos
casos, nenhuma abordagem em aulas de prticas experimentais nas escolas
pblicas. Mediante essa situao, propusemos um trabalho de montagem
experimental que viesse a ser favorvel para potencializar breves debates
envolvendo um tpico de Fsica Moderna, a fotocondutividade. Para
atingirmos esses objetivos, utilizamos alguns aparatos experimentais: o
Sensor de Presena Invertido, o Rel Fotoeltrico Didtico, (preparado pelos
alunos) confeccionados a partir de roteiros previamente elaborados e o Rel
Fotoeltrico Industrial (preparado pelo professor). Tais experimentos foram
subsidirios da montagem do Rel Fotoeltrico Didtico e das discusses
que mostravam a influncia da luz sobre os materiais e suas consequncias
para as grandezas eltricas: corrente, tenso, resistncia, resistividade e
condutividade. Evidenciamos durante o perodo em que as aulas foram
ministradas a efetiva participao dos alunos, tanto em relao
assiduidade, quanto participao nas discusses relativas s questes
problemas apresentadas. Por meio dessas aes, os alunos, em sua grande
maioria, foram capazes de formular respostas coerentes, oralmente e por
escrito. possvel perceber a contribuio das aulas experimentais para o
ensino de Fsica, pois possibilita aos alunos a vivncia em sala de aula das
aplicaes inerentes aos avanos tecnolgicos.
Palavras-chave: Fotocondutividade. Aula Experimental. Fsica Moderna.
ABSTRACT
In Brazil, Modern Physics teaching has not received real attention on the
school planning. Even though that this is a required content. As consquence
of this fact the most students have presented difficulties to discuss and
reflect on the concepts related to technological advances. Another substantial
problem that we can point out is that there isen't any approach into the
experimental classes in the public schools. With this in mind, we propose an
experimental assembly work that might be favorable to enhance brief
discussions involving some important topic of Modern Physics directly related
with photoconductivity. To achieve these propose, we use some experimental
apparatus: the Reverse Presence Sensor, Didactc Photoelectric Relay
(prepared by students) made from pre-prepared scripts and Industrial
Photoelectric Relay (prepared by the teacher). Such experiments were
subsidiary assembling the Didactic Photoelectric Relay and the discussions
that showed the influence of light on the material and its consequences for
the electrical parameters: current, voltage, resistance, resistivity and
conductivity. We noticed that into the classe using this new approach the
effective participation of students on the issues presented considerably
increased. Through these actions, the most of students were able to
formulate coherent oral and written responses. It is noticeable the
contribution of experimental classes for teaching physics, which allows for
students the new experience into the classroom. Moreover, the students
have a opportunity to know more about the applications inherent to
technological advances.
Keywords: Photoconductivity. Experimental Class. Modern Physics.
SUMRIO
CAPTULO 1: INTRODUO ...................................................................... 11
CAPTULO 2: FUNDAMENTAO TERICA ............................................ 13
2.1 O ENSINO DE FSICA MODERNA NO ENSINO MDIO .................... 13
2.2 A IMPORTNCIA DAS AULAS EXPERIMENTAIS ............................. 16
2.3 ENSINO DE FSICA EM UMA PERSPECTIVA CINCIA,
TECNOLOGIA, SOCIEDADE (CTS) .......................................................... 19
2.4 CINCIA, TECNOLOGIA, SOCIEDADE E AMBIENTE (CTSA) ......... 22
2.5 TEORIA DA TRANSPOSIO DIDTICA .......................................... 23
CAPTULO 3: PROPOSTA .......................................................................... 26
CAPTULO 4: METODOLOGIA ................................................................... 28
CAPTULO 5: RELATOS E RESULTADOS ................................................ 30
CAPTULO 6: CONCLUSO E CONSIDERAES FINAIS ....................... 35
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................ 37
PRODUTO EDUCACIONAL ......................................................................... 41
11
CAPTULO 1: INTRODUO
Desde o alvorecer da sociedade humana a tecnologia sempre esteve
ao lado do homem, ajudando-o na luta pela sobrevivncia, no enfrentamento
de feras, na captura de suas presas e na defesa de seu territrio. Com
atitudes de dar novos significados para os materiais encontrados na
Natureza, o ser humano comeou a ter uma diferena significativa em
relao aos outros animais, pois no poderia ser considerado um mero
repetidor e sim um inventor, um inovador. Dessa forma, tanto a tecnologia
transforma o homem, quanto ele a faz evoluir, assim, um no sobrevive sem
o outro, e ambos seriam meras abstraes com a ausncia do outro
(VERASZTO; SILVA; SIMON, 2008).
Os impactos do desenvolvimento cientfico e tecnolgico so
evidentes tambm nos dias atuais, pois seres que antes eram vistos como
naturais como plantas e animais, hoje no passam de artificialidades, assim,
a tecnologia e a cincia buscam juntas se apropriarem do mundo natural e
social, controlando-os, transformando-os em mercadorias de alto valor
(BAUMGARTEN 2012).
Diante da importncia que a tecnologia teve e continua tendo para a
sociedade humana e meio ambiente, CARVALHO (2
