Uma nova abordagem de conceitos de Física e Astronomia a partir do diagrama Hr

BELONI, Anderson André Pereira
Uma nova abordagem de conceitos de Física e Astronomia a partir do diagrama Hr
Barra do Garças/MT, Universidade Federal de Mato Grosso, UFMT, 2016. 146p. Dissertação de Mestrado. (Orientador: Adellane Araujo Sousa).

Resumo Nas últimas décadas, artigos publicados acerca do Ensino de Física, apontam para uma insatisfação entre os alunos, classificando-a como monótona e desmotivadora e, principalmente, centrada na resolução de problemas e memorização de fórmulas. Neste contexto, faz-se necessário, a inclusão de temas que instigue a curiosidade e a motivação, de forma que os conceitos já adquiridos pelos alunos possam evoluir para um conhecimento mais sistemático e significativo. Assim, este trabalho tem como objetivo descrever a implementação em sala de aula de um produto educacional constituído de sequência didática incluindo a construção e aplicação de uma maquete tridimensional do Diagrama Hertzsprung-Russell (HR) que mostra a relação entre cor (temperatura) e massa/tamanho (luminosidade) das estrelas. Este diagrama nos permite estudar o ciclo evolutivo de uma estrela e a partir dele, aprender e inter-relacionar conceitos de Astronomia e Física. Para tanto, na construção da maquete procuramos deixar em evidência as quatro regiões mais importantes dessa representação gráfica, as quais representam as gigantes azuis, as gigantes vermelhas, a sequência principal e as estrelas anãs brancas, sendo utilizados os seguintes materiais na sua produção; um tubo de aço, barras de ferro, lâmpadas, circuito elétrico e um transformador. Assim, este produto foi produzido e aplicado durante as aulas de Física do quarto bimestre no segundo ano dos cursos técnicos integrados ao ensino médio de Comércio e Informática do IFMT – campus Barra do Garças. O referencial teórico utilizado no processo ensino-aprendizagem foi à luz da aprendizagem significativa de Ausubel, o qual propõe essencialmente como ponto de partida os conhecimentos prévios dos alunos, considerando esses a variável mais importante na aprendizagem. A implementação do produto, em sala de aula, foi realizada junto às seguintes atividades: um pré- teste (para verificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre conceitos de Astronomia), atividades extraclasse, atividades teórico-práticas, um pós-teste (para verificar se a aprendizagem foi significativa), um questionário ao final que avaliou a opinião e satisfação dos alunos sobre à nova metodologia e aplicação do produto. Cabe neste momento ressaltar, que durante as atividades desenvolvidas na experiência didática procuramos denotar os conceitos de Física e Astronomia envolvidos em cada abordagem. Em meio as atividades foram aplicadas duas avaliações. As mesmas nos permitiram observar o desenvolvimento dos alunos no tocante aos conceitos de Física, tais como pressão, temperatura, radiação, comprimento de onda, frequência da onda, deslocamento de Wien, corpo negro, espectro eletromagnético, bem como conceitos de astronomia, tais como: início, evolução e fim das estrelas, cor, temperatura, relação massa/luminosidade estelar e magnitude. Ainda, no intuito de verificar se o aprendizado foi significativo, os resultados dos dois testes realizados pelos alunos foram comparados pelo chamado “teste t estatístico de dados pareados” juntamente com as comparações das avaliações. Os resultados obtidos nas avaliações e no teste t estatístico nos sugere que a experiência didática alcançou seu objetivo de propiciar aos alunos uma aprendizagem significativa.
Palavras-chave Ensino de Física, Ensino de Astronomia, Diagrama Hertzsprung-Russel.
Abstract In recent decades, articles published about Physics Teaching, point to dissatisfaction among students, classifying it as dull and demotivating and mainly focused on solving problems and memorizing formulas. In this context, it is necessary to include topics that instigate the curiosity and motivation, so that the concepts once acquired by students can progress to a more systematic and meaningful knowledge. This work aims to describe the implementation of an educational product in the classroom consisting of a didactic sequence including the construction and application of a three- dimensional model of the Hertzsprung-Russell diagram (HR) showing the relationship between color (temperature) and mass / size (brightness) of stars. This diagram allows us to study the life cycle of a star and from it, learn and interrelate concepts of astronomy and physics. Therefore, in the construction of the model, we tried to highlight the four most important regions of this graphical representation, which represent the blue giants, the red giants, the main sequence and the white dwarf stars, and he following materials were used in their production; a steel pipe, iron rods, lamps, electrical circuit and a transformer. Thus, this product was produced and used during Physics classes of the fourth quarter in the second year of technical courses integrated into high school of Commerce and Technology of IFMT - campus Barra do Garças. The theoretical framework used in the teaching-learning process was based on the meaningful learning process of Ausubel, which essentially proposes as a starting point the students's previous knowledge, considering these the most important variable in learning. The implementation of the product, in the classroom, was conducted with the following activities: a pre-test (to check the students' prior knowledge about astronomy concepts), extracurricular activities, theoretical and practical activities, a post-test (to check if learning was significant), a questionnaire at the end of the process ti evaluate the opinion and satisfaction of students about the new methodology and application of the product. It is importatnt to point it out that during the activities developed in this didactic experience, we tried to denote the concepts of physics and astronomy involved in each approach. During the activities two evaluations were implemented. They allowed us to observe the development of the students regarding the concepts of physics such as pressure, temperature, radiation, wavelength, frequency wave, Wien's displacement, black body, electromagnetic spectrum and astronomy concepts such as : beginning, evolution and end of the stars, color, temperature, mass / stellar luminosity and magnitude corrrelation. Also, in order to verify that the learning was significant, the results of the two tests performed by the students were compared by the so-called "statistical t-test paired data" along with comparisons of evaluations. The results obtained in the evaluations and statistical t-test suggests that the learning experience achieved its goal of providing students with meaningful learning.
Keywords Physics Teaching, Astronomy Teaching, Hertzsprung-Russell diagram.
Nível Mestrado