PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia
Plano de Ensino de Disciplina FÍSICA MÉDICA E/OU LICENCIATURA EM FÍSICA 2012 DISCIPLINA : CÓDIGO : CARGA HORÁRIA SEMANAL : CARGA HORÁRIA SEMESTRAL: COORDENADOR (A) : PROFESSORES :
NOVAS TECNOLOGIAS PARA O ENSINO DE FÍSICA1 NTEF1
SÉRIE : 5º PERÍODO. 02 HORAS 36 HORAS MARISA ALMEIDA CAVALCANTE MARISA ALMEIDA CAVALCANTE
OBJETIVOS Utilizar o microcomputador como instrumento de simulação e aquisição automática. Desenvolver projetos que envolvam a modelagem computacional de sistemas físicos, bem como sistemas de aquisição e tratamento de dados, utilizando recursos de baixo custo e diferentes softwares disponíveis na Web .
PROCEDIMENTOS DE ENSINO O curso será desenvolvido por meio de:
Aulas expositivas, visando apresentação do problema que será abordado e fornecendo os requisitos teóricos necessários para o seu entendimento.
Realizar experimentos em Laboratório real. O aluno efetua medidas e observações qualitativas, permitindo-lhe vivenciar uma série de fenômenos importantes para a compreensão dos conceitos desenvolvidos na Física Moderna.
Realizar experimentos em laboratórios virtuais, através de softwares de simulação e recursos de multimídia desenvolvidos pelo GoPEF (Grupo de Pesquisa da PUC/SP). Estes Softwares de simulação e material multimídia são elementos adicionais que, permitem uma maior compreensão dos fenômenos físicos.
Simulação de Experimentos em java , disponíveis em sites específicos da Internet. Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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Elaboração de relatórios dos experimentos virtuais e/ou reais realizados. Toda a análise dos resultados obtidos em laboratório será efetuada com auxílio de softwares aplicativos, tais como ; Lotus, Excel, Graphical Analysis, etc. O aluno receberá através do professor toda a orientação necessária para a utilização destes aplicativos em laboratório.
Discussões em grupo e estudo de textos e bibliografia em sala e fora dela.Resolução de atividades relacionadas às aulas expositivas.Utilização/indicação de vídeos relativos ao assunto em desenvolvimento.
Elaboração de pequenos projetos ou seminários para o desenvolvimento em grupo ou individual. Acompanhamento a distancia utilizando recursos disponíveis em um ambiente virtual de aprendizagem para compartilhamento e interatividade entre os participantes do curso no blog http://xviiisnefnovastecnologias.blogspot.com/
INSTRUMENTO E CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Atividades e Provas teóricas e/ou experimentais realizadas em sala de aula e à distancia através do teleduc.
Relatórios dos experimentos realizados disponibilizados em Blog em diferentes
mídias (vídeo, simuladores, dados etc..)
Acompanhamento individual durante as aulas, envolvimento do aluno na
realização das atividades propostas.
A nota final na disciplina é constituída de:
Provas P1 prova escrita e realizadas presencialmente com um Kit desenvolvido pelo aluno
Prova P2. Atribuida ao projeto desenvolvido pelo grupo
Atividades Ei , que correspondem a exercícios que devem ser resolvidas em sala de aula e que abordam o tema desenvolvido nas aulas expositivas (em grupo com no máximo 3 alunos) Atividades Ri, que correspondem a postagem dos relatórios, contendo os dados obtidos, cálculos, gráficos e vídeo explicativo do experimento. Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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Média de atividade A1 (laboratório) = Média aritmética das atividades, Ri desenvolvidas no 1o. Semestre. A média final da disciplina será calculada na forma geral aprovada para o Curso de Física: MF= (P1+P2+A)/3 Onde a nota de PS poderá substituir as notas de P1 ou P2.
RECURSOS NECESSÁRIOS
Equipamentos específicos associados a cada experimento em laboratório.
Projetor multimídia para apresentações dos tópicos e demonstração de softwares.
Alguns equipamentos experimentais para demonstrações.
Laboratório de informática com computadores ligados em rede e Internet e uma área especifica para trabalho em Estrutura da Matéria para acesso dos alunos. Nesta área deve ficar disponível o material escrito necessário ao desenvolvimento do curso e softwares de simulação que deverão ser utilizados.
Laboratório disponível fora do horário de aula para o desenvolvimento de projetos.
Auxílio da Oficina dos laboratórios da PUC/SP para realização de projetos.
Pequenas verbas, da coordenação dos laboratórios, para a compra de materiais de pequeno porte para desenvolvimento de projetos.
Acervo da biblioteca.
EMENTA Aplicação e Desenvolvimento de recursos didáticos computacionais para o ensino de Física.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Principio de funcionamento de conversores analógicos-digitais
Recursos computacionais de apoio didático de baixo custo, que podem ser utilizados no dia a dia em um laboratório.
A placa de som como sistema de conversão analógico-digital.
Softwares disponíveis na web, que permitem tornar o seu computador simultaneamente em:
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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· multímetro digital (voltímetro, freqüencímetro e medição de dB) · osciloscópio · analisador de espectros. · coletor de dados (aquisição de dados)
Princípio básico de funcionamento de sensores digitais.
Determinação da aceleração da gravidade através de sensores óticos acoplados diretamente a entrada de microfone de um PC.
Estudo trilho de ar e 2ª Lei de Newton com a entrada de microfone.
Determinação da freqüência da rede elétrica através de sensores óticos.
Transmissão de sinais em sistemas wireless e a correspondente analise deste sinal diretamente no PC.
Analise de sinais de controle remoto e a verificação dos códigos a eles associados.
Verificação do principio de conservação do momento linear.
Verificação da Lei de Faraday e Lei de Lenz e determinação da aceleração de queda de um imã.
Experimentos assistidos por computadores e a mudança de postura do professor em sala de aula.
Exemplos concretos da utilização da experimentação assistida por Computador (EAC) em sala de aula.
BIBLIOGRAFIA Básica Toda a bibliografia básica está fundamenta em artigos científicos. Seguem os artigos que serão utilizados 1. Montarroyos, E. e Magno, C. W. Rev Brás. Ens. Fis, 23, 1, 57 - 62 (2001). 2. Cavalcante, M. A. e Tavolaro, C.R.C. Física na Escola, 4, 29 - 30 (2003). 3. Aguiar, C.E. e Laudares, F. Rev Brás. Ens. Fis, 23, 4, 371-379 (2001) 4. Haag, R. Rev Brás. Ens. Fis, 23, 2, 176-183 (2001) 5. Magno, W. C. e Montarroyos,E. Rev Brás. Ens. Fis, 24, 4, 497- 499 (2002) 6. Cavalcante, M. A.; Silva E.; Prado, R. e Haag, R. Rev Brás. Ens. Fis 24, 2, 150-157 (2002). Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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7. W. M Gonçalves, A F Heinrich e J C Sartorelli, Rev Brás. Ens. Fis, 13, 63 (1991). 8. D. F de Souza, J. Sartori, T. Catunda e L. Nunes, Rev Brás. Ens. Fis, 17, 196 (1995). 9. D. F de Souza, J. Sartori, M J V Bell e L. A O Nunes Rev Brás. Ens. Fis, 20, 4, 413-422, (1998). 10. M A Cavalcante e C R Tavolaro Rev Brás. Ens. Fis, 22, 2, 247-258, (2000). 11. M A Cavalcante e C R Tavolaro Rev Brás. Ens. Fis, 22, 3, 421-425 (2000). 12. M A Cavalcante Rev Brás. Ens. Fis, 21,4, 550 (1999). 13. R O Ocaya Phys Educ 35, 267 (2000) 14. Haag,R.; Araújo,I.S. e Veit,E. A. A Física na Escola, 2, 1, 69-75 (2005) 15. Dantas,C.R e Germano,M.G .” A relação entre o uso das Tecnologias e a Aprendizagem Significativa no Ensino de Física”
Ata de resumo de trabalhos apresentado no XIX SNEF (2011)
http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0521-2.pdf 16. Pereira, M.M e Aguiar, C.E. “O COMPUTADOR COMO CRONÔMETRO” Ata de resumo de trabalhos
apresentado
no
XIX
SNEF,
(2011).
http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0044-1.pdf 17. Martins, A.Q; Garcia,N.M,D; Brito,G.S “O ENSINO DE FÍSICA E AS NOVAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO: UMA ANÁLISE DA PRODUÇÃO RECENTE” Ata de resumo de trabalhos
apresentado
no
XIX
SNEF,
(2011).
http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0580-1.pdf 18. CAVALCANTE, M. A. BONIZZIA A, G, Pereira,L.C. “Aquisição de dados em laboratórios de física: um método simples, fácil e de baixo custo para experimentos em mecânica”. Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol. 30, No. 02, 2008, pp. 2501 19. CAVALCANTE, M. A.; BONIZZIA, A. G., Pereira.L.C. “O ensino e a aprendizagem de física no século XXI: sistema de aquisição de dados nas escolas brasileiras, uma possibilidade real”.
Revista
Brasileira de Ensino de Física. Vol. 31, No. 04, 2009, pp. 4501.
Complementar CAVALCANTE, M.A.; TAVOLARO,C.R.C. “Experiências em Física Moderna.” Física na Escola Vol 6.no1, pp 75 a 82, 2005. CAVALCANTE M A; PIFFER A E NAKAMURA P. “O uso da internet na compreensão de temas de Física Moderna para o Ensino Médio” . Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol 23. N.o 1, pp 108 a 112, 2001. TERINI, R. A., CAVALCANTE, M. A., PAES, C. E. B., S. VICENTE, V. E. J., “Utilização de Métodos Computacionais no Ensino: a Experiência de Geiger e Marsden do Espalhamento de Partículas Alfa”, Caderno Catarinense de Ensino de Física, vol. 11, No.1, p. 33-42, 1994. Periódicos (entre outros): Physics Today e Scientific American – Recentes desenvolvimentos da Física Quântica. Revista Brasileira de Ensino de Física – Recentes desenvolvimentos no ensino de Física Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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Moderna
Sites e Blogs na Internet:
http://xviiisnefnovastecnologias.blogspot.com/. Blog da Disciplina. Neste blog em que será postado todo o material de apoio, tais como simuladores, roteiros, apresentaçoes,
http://www.fisicamodernaexperimental.blogspot.com/ Blog do livro paradidático CAVALCANTE, M.A. & TAVOLARO, C.R.C., Física Moderna Experimental,2ª.edição revisada. Ed. Manole, SP, 2007
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum - material teórico em bom nível e ilustrado.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm : Esta página possibilita baixar os arquivos que contêm as simulações em java utilizadas nas atividades desenvolvidas no laboratório.
http://mesonpi.cat.cbpf.br/marisa : considerações sobre o uso de novas tecnologias no ensino de física.
http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/lab/lab.htm : simulações em java sobre experimentos de óptica física.
http://cref.if.ufrgs.br/ Centro de Referência para o Ensino de Física da UFRGS – pode-se realizar alguns experimentos de Física Moderna Remotamente.
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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CRONOGRAMA Dia
Cronograma
08/02
Apresentação de programa e definição de projetos. Cada aluno terá que construir o seu próprio kit e que deverá ser utilizado em prova. Todos os experimentos desenvolvidos durante o curso deverão ser retratados em um blog. Neste blog deve constar: vídeo didático do experimento, dados e resultados obtidos para cada experimento e a proposta de um roteiro para o aluno. Para cada experimento a postagem deve ocorre no máximo 15 dias após a sua execução. A media dos experimentos será a nota de Atividade.
15/02
Aula expositiva Principio de funcionamento de conversores analógicos-digitais Recursos computacionais de apoio didático de baixo custo, que podem ser utilizados no dia a dia em um laboratório. Atividade E1
29/02
A placa de som como sistema de conversão analógico-digital. Softwares disponíveis na web, que permitem tornar o seu computador simultaneamente em: multímetro digital (voltímetro, frequencímetro e medição de dB)· osciloscópio· analisador de espectros.· coletor de dados (aquisição de dados). Verificação do código de controles remoto e determinação da freqüência da rede elétrica. Roteiro R1
07/03
Determinação da aceleração da gravidade através de sensores óticos acoplados diretamente a entrada de microfone de um PC. Roteiro R2
14/03
Determinação aceleração da gravidade através do som. Roteiro R3
21/03
Congresso
28/03
Verificação da Lei de Faraday e Lei de Lenz e determinação da aceleração de queda de um imã. Roteiro R4
04/04
Plano de Packard com o uso do Tracker. Roteiro R5
11/04
Teste do kit para uso em Prova
18/04
Prova P1 – escrita e experimental
25/04
Congresso
02/05
Trilho de ar através da entrada de microfone - 2ª lei de Newton Roldana Pasco e Roldana PUC/SP. Roteiro R6
09/05
Colisões com trilho de ar e entrada de microfone- comparar com resultados obtidos com equipamento da Pasco. Roteiro R7
16/05
Projeto e Artigo (P2): Tubo de Kundt com o Audacity (baseado no trabalho disponível em http://omnis.if.ufrj.br/~pef/producao_academica/dissertacoes/2011_Anderson_Souza/dissertac ao_Anderson_Souza.pdf) Ondas estacionárias em cordas – Uso do Tracker e fotosensor Determinação da densidade linear de um fio
23/05
Ondas estacionárias em cordas – Uso do Tracker e fotosensor Determinação da densidade linear de um fio
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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30/05
Projeto de um experimento Tubo sonoro com o Audacity baseado no trabalho http://omnis.if.ufrj.br/~pef/producao_academica/dissertacoes/2011_Anderson_Souza/dissertac ao_Anderson_Souza.pdf (tese de mestrado de Anderson Souza pela UFRJ)
06/06
Projeto de um experimento Tubo sonoro com o Audacity baseado no trabalho http://omnis.if.ufrj.br/~pef/producao_academica/dissertacoes/2011_Anderson_Souza/dissertac ao_Anderson_Souza.pdf (tese de mestrado de Anderson Souza pela UFRJ)
13/06
Duvidas e Finalização do Artigo
20/06
Entrega do artigo: Nota de P2
27/06
Fechamento de notas.
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br