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Tipo: Dissertação
Título : Flutuações do vácuo quântico no ensino médio: uma sequência didática com análogo hidrodinâmico do efeito Casimir
Autor : Maciel, Carlos Henrique de Abreu
Tutor: Sobreira, Fernando Wellysson de Alencar
Palabras clave en portugués brasileño: ensino de física;mecânica quântica;efeito Casimir;flutuações do vácuo;sequência didática
Palabras clave en inglés: physics education;quantum mechanics;Casimir effect;vacuum fluctuations;teaching sequence
Fecha de publicación : 2025
Citación : MACIEL, Carlos Henrique de Abreu. Flutuações do vácuo quântico no ensino médio: uma sequência didática com análogo hidrodinâmico do efeito Casimir. 2025. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumen en portugués brasileño: A área do ensino de Física Moderna e Contemporânea na Educação Básica apresenta lacunas significativas no currículo escolar, que historicamente negligenciam tópicos relevantes para a formação de um pensamento científico atualizado. Nesta perspectiva, esta dissertação investiga a viabilidade pedagógica de uma sequência didática para o ensino de tópicos introdutórios de Mecânica Quântica, culminando na construção e uso de um modelo didático análogo do efeito Casimir com ondas de água, articulado às competências da BNCC. A abordagem metodológica combina uma revisão bibliográfica sistemática conduzida segundo a Declaração PRISMA, com foco em produtos educacionais para Mecânica Quântica (2018–2024), e uma pesquisa interventiva realizada em escola pública estadual com turma da modalidade EJA. O referencial pedagógico apoia-se na aprendizagem significativa de Ausubel e no ensino por analogias. A sequência foi planejada para oito aulas, organizando avaliação diagnóstica, sensibilização e três sessões experimentais. A coleta de dados, de natureza predominantemente qualitativa, abrangeu questionário diagnóstico, produções escritas dos alunos, observações de aula e registros fotográficos ao longo de toda a intervenção. Os resultados indicam avanços conceituais consistentes pelos alunos. A proposta mostrou-se exequível, acessível e aderente às competências de Ciências da Natureza previstas na BNCC, favorecendo participação, investigação e comunicação de resultados. As limitações concentraram-se no repertório matemático (frações, proporções, leitura de gráficos) e na baixa frequência típica da EJA, circunscrevendo a generalização dos achados. Conclui-se que houve aprendizagem conceitual relevante, engajamento em práticas científicas e demonstração de viabilidade do produto educacional para inserir, de modo responsável, conteúdos de Física Moderna no Ensino Médio.
Abstract: The area of teaching Modern and Contemporary Physics in Basic Education presents significant gaps in the school curriculum, which historically neglect relevant topics for the formation of an updated scientific mindset. In this perspective, this dissertation investigates the pedagogical feasibility of a didactic sequence for teaching introductory topics in Quantum Mechanics, culminating in the construction and use of a didactic analog model of the Casimir effect with water waves, articulated with the competencies of the BNCC (Brazilian National Common Curricular Base). The methodological approach combines a systematic literature review, conducted according to the PRISMA Statement, with a focus on educational products for Quantum Mechanics (2018–2024), and an intervention research carried out in a state public school with a Youth and Adult Education (EJA) class. The pedagogical framework is based on Ausubel's theory of meaningful learning and on teaching by analogies. The sequence was planned for eight classes, organizing a diagnostic assessment, sensitization, and three experimental sessions. The data collection, predominantly qualitative in nature, included a diagnostic questionnaire, students' written productions, classroom observations, and photographic records throughout the entire intervention. The results indicate consistent conceptual advancements by the students. The proposal proved to be feasible, accessible, and aligned with the Natural Sciences competencies foreseen in the BNCC, promoting participation, investigation, and communication of results. The limitations were concentrated on the mathematical proficiency (fractions, proportions, reading graphs) and the low attendance typical of the EJA modality, circumscribing the generalization of the findings. It is concluded that there was relevant conceptual learning, engagement in scientific practices, and a demonstration of the viability of the educational product to responsibly introduce Modern Physics content into High School.
Descripción en portugués brasileño : Inclui o "produto educacional".
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83876
ORCID del autor: 0009-0007-2922-7945
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/5042527087667625
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/2977217842959435
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: MNPEF - Dissertações defendidas na UFC

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