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Tipo do documento: Dissertação
Título: UMA PROPOSTA DE ENSINO DA RELATIVIDADE FUNDAMENTADA NA TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA
Título(s) alternativo(s): A PROPOSAL FOR TEACHING RELATIVITY BASED ON THE MEANINGFUL LEARNING THEORY
Autor: VIANA, Marcus Andrey Moreira 
Primeiro orientador: CARVALHO, Edson Firmino Viana de
Primeiro membro da banca: CARVALHO, Edson Firmino Viana de
Segundo membro da banca: GARCEZ, Karl Marx Silva
Terceiro membro da banca: SILVA, Marcelo Castanheira da
Resumo: Neste trabalho procuramos comentar de uma forma didática e matematicamente acessível os tópicos mais relevantes para a relatividade de Galileu e da relatividade especial levando em conta a aprendizagem significativa de David Ausubel e com a colaboração dos mapas conceituais de Novak. Assim pode ser mostrado ao aluno como foi a transição da teoria Clássica para a teoria da Relatividade Moderna, isto é, como era observado o conceito de espaço na Teoria Clássica e como ficou na Teoria da Física Moderna, que unificou o espaço com quatro dimensões, isto é, três dimensões espaciais e um temporal. Nesse sentido, é mostrado ao aluno do Ensino Médio que podemos ancorar os conceitos já adquiridos em sistemas de referências inerciais, através das transformações de espaço e de velocidade de Galileu e que com isto, para o caso de velocidades acima de 1% da velocidade da luz, podemos inserir os conceitos de transformada de Lorentz-Fitzgerald com intuito de considerar os efeitos relativísticos nas coordenadas espaciais. Nestes casos, teremos efeitos de contração do espaço e dilatação do tempo. Paralelamente a esses efeitos, abordamos aplicações e exercícios familiares aos alunos, como viagens espaciais, movimento ou lançamento de satélites com demonstrações algébricas e geométricas simples para mostrar o fator de Lorentz-Fitzgerald e as correções de intervalo de tempo. Também propomos a utilização dos mapas conceituais na concepção de Novak não apenas para facilitar a aprendizagem, mas também como exercício de fixação de conceitos de modo a acompanhar a aprendizagem dos alunos. Os mapas conceituais nesta perspectiva mostram um esquema gráfico ao aluno, evidenciando as conexões entre os conceitos mais significativos da Teoria Clássica da Relatividade de Galileu e a teoria associada à nova Física Moderna. Assim, o que estamos propondo é uma sequência didática ancorada na Teoria da Aprendizagem Significativa capaz de facilitar o processo de ensino e aprendizagem. O resultado da aplicação dessa proposta, numa turma de terceiro ano do Ensino Médio, mostra que apesar do nível de dificuldade imposta pelo próprio conteúdo, aspectos como engajamento e avaliação evidenciam um rendimento aceitável dos alunos, o que mostra indícios de que a aprendizagem tenha sido significativa.
Abstract: In this work we try to comment in a didactic and mathematically accessible way the most relevant topics for Galileo's relativity and special relativity taking into account the significant learning of David Ausubel and with the collaboration of conceptual maps of Novak. Thus, the student can be shown how the transition from the Classical theory to the Modern theory of Relativity was, that is, how the concept of space was observed in the Classical Theory and how it was in the Theory of Modern Physics, which unified space with four dimensions, that is, three spatial dimensions and one temporal. In this sense, high school students are shown that we can anchor the concepts already acquired in inertial reference systems, through Galileo's space and velocity transformations and that with this, for the case of velocities above 1% of the velocity of the light, we can insert the concepts of Lorentz-Fitzgerald transform in order to consider the relativistic effects in the spatial coordinates. In these cases, we will have effects of space contraction and time dilation. Alongside these effects, we cover applications and exercises familiar to students, such as space travel, motion or launching satellites with simple algebraic and geometric proofs to show the Lorentz-Fitzgerald factor and time interval corrections. We also propose the use of conceptual maps in Novak's conception, not only to facilitate learning, but also as an exercise in fixing concepts in order to accompany students' learning. The conceptual maps in this perspective show a graphic scheme to the student, highlighting the connections between the most significant concepts of Galileo's Classic Theory of Relativity and the theory associated with the new Modern Physics. Thus, what we are proposing is a didactic sequence anchored in the Theory of Meaningful Learning capable of facilitating the teaching and learning process. The result of the application of this proposal, in a third-year high school class, shows that despite the level of difficulty imposed by the content itself, aspects such as engagement and evaluation show an acceptable student performance, which shows signs that learning has been significant.
Palavras-chave: Relatividade especial;
Relatividade de Galileu;
Mapa conceitual;
Aprendizagem significativa
Special relativity;
Galileo's relativity;
Conceptual map;
Meaningful learning
Área(s) do CNPq: Ensino e Aprendizagem na Sala de Aula
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM REDE - ENSINO DE FÍSICA EM REDE NACIONAL/CCET
Citação: VIANA, Marcus Andrey Moreira. Uma proposta de ensino da relatividade fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa. 2022. 138 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Rede - Ensino de Física em Rede Nacional/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/4581
Data de defesa: 29-Dez-2022
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE MESTRADO PROFISSIONAL NACIONAL EM ENSINO DE FÍSICA

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