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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 2011 DISCIPLINA : CÓDIGO : CARGA HORÁRIA SEMANAL : CARGA HORÁRIA SEMESTRAL: COORDENADOR (A) : PROFESSORES :

NOVAS TECNOLOGIAS PARA O ENSINO DE FÍSICA1 NTEF1

02 HORAS 36 HORAS MARISA ALMEIDA CAVALCANTE MARISA ALMEIDA CAVALCANTE

SÉRIE : 5º PERÍODO.

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. Elaboração de relatórios dos experimentos virtuais e/ou reais realizados. Toda a análise 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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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

Acompanhamento individual durante as aulas, envolvimento do aluno na

realização das atividades propostas. •

A nota de atividade para o Laboratório é constituída de:

Provas P1 e PS provas escritas e realizadas presencialmente.

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 sumario dos relatórios, contendo os dados obtidos, cálculos, gráficos que devem ser resolvidos em sala de aula e entregues no dia em que o experimento foi desenvolvido (em grupos com no máximo 3 alunos). Atividades I.i, que correspondem a relatórios detalhados. Esta atividade deve ser desenvolvida 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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individualmente e entregue na data estabelecida no cronograma. Este relatório deve apresentar introdução teórica, descrição detalhada do material utilizado e esquema da montagem, procedimento detalhado, dados obtidos, gráficos e conclusão analisando os resultados obtidos. Desse modo, temos: Média de atividade A1 (laboratório) = Média aritmética das atividades Ei, Ri e I.i desenvolvidas no 1o. Semestre. A média final da disciplina de Lab de EM 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 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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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: · 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). 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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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). 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

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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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 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.

CRONOGRAMA

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15/06

Dia 22/06 16/02 29/06 06/07

Apresentação do pôster relativo ao projeto, seu desenvolvimento e resultados – P2d Cronograma Semana de prova

Apresentação de de programa Correção e revisão notas e definição de projetos. Cada equipe deve desenvolver um experimento que não exista nos laboratórios de Física com objetivos didáticos. Prova PS – escrita e experimental Um blog para acompanhamento do projeto deve ser criado. Criação dos blogs e discussões sobre o projeto. Proposta de projeto: Construção de um trilho de ar com PVC utilizando sensores para coleta de dados. Kit disponível em http://xviiisnefnovastecnologias.blogspot.com/2011/02/xix-snefkit-de-fisica-de-pvc-trilhode.html

23/02

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

02/03

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).

09/03

Feriado

16/03

Princípio básico de funcionamento de sensores digitais. Verificação do código de controles remoto e determinação da frequencia da rede eletrica

23/03

Apresentação dos resultados parciais – Nota parcial – P2a

30/03

Determinação da aceleração da gravidade através de sensores óticos acoplados diretamente a entrada de microfone de um PC

06/04

Trilho de ar através da entrada de microfone - 2ª lei de Newton

13/04

Trilho de ar através da entrada de microfone - comparar com resultados obtidos com equipamento da Pasco.

20/04

Apresentação dos resultados – Nota Parcial P2b

27/04

Prova P1 – escrita e experimental

04/05

Colisões com trilho de ar e entrada de microfone- comparar com resultados obtidos com equipamento da Pasco

11/05

Verificação do principio de conservação do momento linear- utilizando a entrada de microfone montagem de fácil reprodução

18/05

Verificação do principio de conservação do momento linear- utilizando a entrada de microfone montagem de fácil reprodução

25/05

Verificação da Lei de Faraday e Lei de Lenz e determinação da aceleração de queda de um imã

01/06

Verificação da Lei de Faraday e Lei de Lenz e determinação da aceleração de queda de um imã.

08/06

Apresentação dos resultados Finais do projeto- P2c

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Plano de Ensino de NTEF1  

Plano de ensino de NTEF1 1o sem de 2011 na PUC/SP

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