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 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 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