III Encontro USP-Escola 2012
Curso:
A inserção da Física Moderna no Ensino Médio através do
estudo dos aceleradores de partículas
Proposta didática:
Visita ao Pelletron
Edson Dalla Vecchia
Giuseppe M. Stephan
Vicente Romeu Cianciarulo Longo
• Contexto de ensino
Público: alunos do 3.o ano do Ensino Médio, a partir do 3.o
bimestre.
Conhecimentos prévios: eletricidade e magnetismo
(conceitos de campo elétrico, potencial, força magnética).
• Objetivos formativos gerais
Apresentar noções da física nuclear e de partículas e suas
aplicações.
• Conteúdo essenciais
Propriedades da matéria: átomo e partículas elementares
• Número de aulas
06 aulas
Aula 1: Motivação e contextualização
1) Objetivos específicos
Mostrar a importância da Física Nuclear na sociedade e identificação dos
conhecimentos prévios dos alunos. Qual a importância de se conhecer um
acelerador de partículas?
2) Tema: Tecnologia nuclear
3) Recursos de ensino
Internet para mostrar videos e entrevistas. Comentário do filme ANJOS E
DEMÔNIOS. Papeletas para a discussão inicial. Forum na internet (Facebook ou
Tidia).
4) Dinâmica da aula
Para abrir a discussão inicial, apresentamos alguns videos e entrevistas que
falem sobre raio X, bomba atômica, energia, usina nuclear, acidentes, proteção,
uso pacífico da energia nuclear, astrofísica, etc.
Em seguida são distribuídas papeletas com os tópicos que apareceram nos
videos para os grupos discutirem qual a concepção inicial sobre os tópicos,
para finalmente apresentarem à sala.
A conclusão da discussão pode ser feita no forum na internet (Facebook), que
pode servir material de avaliação para o professor.
Aula 2: História da física nuclear: dos raios-x aos quarks
1) Objetivos específicos
Apresentar a história da física nuclear: desde a preocupação dos antigos com
a concepção da matéria, as primeiras descobertas e modelos atômicos, raios-x
até os quarks e a construção dos aceleradores. A participação de cientistas
brasileiros nas pesquisas.
2) Tema: História da física nuclear
3) Recursos de ensino
Uso de projeção (datashow ou transparência).
4) Dinâmica da aula
Aula expositiva
Aula 3: Introdução à física nuclear e de partículas
1) Objetivos específicos
Apresentar a teoria da física nuclear e de partículas.
2) Tema:
Física nuclear e de partículas
- A estrutura da matéria: átomo, próton, neutron e elétron
- Radiação e decaimento radioativo
- Conservação de momento e energia
- Identificação de partículas elementares
3) Recursos de ensino
Material apostilado com exercícios, tesoura.
4) Dinâmica da aula
Aula expositiva, exercícios teóricos e atividade com o quebra-cabeça radioativo
Aulas 4 e 5:
Atividades práticas. As forças de coesão entre as
partículas nucleares. Visita ao Pelletron-IFUSP. O LHC e
exercícios com o Root
1) Objetivos específicos
Após a visita ao Pelletron, e com a teoria básica sobre a formação das
partículas elementares e sobre a conservação da quantidade de cargas
elétricas numa reação, levar os alunos à sala de informática do IFUSP para se
familiarizar e jogar no game ROOT, simulador de um LHC operante.
2) Tema:
Física das partículas elementares. Simetria e Conservação das
cargas elétricas.
3) Recursos de ensino
Material apostilado, caderno de física do Estado de SP, bolinhas de isopor,
espirais de caderno, fita crepe, computador do IFUSP ligado na Internet
4) Dinâmica da aula
01 aula expositiva para a explicação inicial do uso do programa e 01 aula
prática para a execução do programa.
Aula 6: Debate: o futuro da energia nuclear. O modelo
padrão se encerra com o estudo da natureza das
partículas?
1) Objetivos específicos
Apresentar aos alunos textos específicos da literatura, da internet e do material
apostilado de Física do Estado de SP.
2) Tema:
Física das partículas elementares, LHC, a Teoria da Unificação das Interações
e a Assimetria atual na quantidade de matéria e anti-matéria existente no
Universo.
3) Recursos de ensino
Material apostilado, leitura de textos e execícios do caderno de física do
Estado de SP.
4) Dinâmica da aula
Aula expositiva e agrupamento dos alunos em grupos de 4 alunos.
Síntese das aulas e aprendizado:
Aula 1 - Motivação e contextualização
Aula 2- História da física nuclear: dos raios-x aos quarks
Aula 3 - Introdução à física nuclear e de partículas
Aulas 4/5 - Atividades práticas. As forças de coesão entre as partículas nucleares.
Visita ao Pelletron-IFUSP. O LHC e exercícios com o Root
Aula 6 - Debate: o futuro da energia nuclear. O modelo padrão se encerra com o
estudo da natureza das partículas?
Avaliação e finalização in loco, e na Escola mediante preenchimento de
questionário via softwares de comunicação: Tidia-USP,Facebook, etc