Projetando o Ensino de Partículas Elementares e Interações Fundamentais no Ensino Médio
Lisiane Araujo Pinheiro, Marco Antonio Moreira, Sayonara Salvador Cabral Da Costa
- Evento
- Simpósio Nacional de Ensino de Física ↗ (SNEF)
- Edição
- XVIII
- Ano
- 2009
- Data
- 29/01/2009
- Linha de pesquisa
- Física Moderna E Contemporânea E A Atualização Curricular
- Tipo
- Pôster
Abrir o PDF original ↗ Baixar referência .bib Ver todos do SNEF 2009
Texto completo
## PROJETANDO O ENSINO DE PARTÍCULAS ELEMENTARES E INTERAÇÕES FUNDAMENTAIS NO ENSINO MÉDIO
## Lisiane Araujo Pinheiro 1 , Sayonara Salvador Cabral da Costa 2 , Marco Antonio Moreira 3
1 UFRGS/Programa de Pós -Graduação em Ensino de Física/ lisi.ap@terra.com.br
2 PUCRS/Faculdade de Física/ sayonara@pucrs.br
3 UFRGS/Instituto de Física/ moreira@if.ufrgs.br
## Resumo
Este trabalho apresenta um projeto de inserção de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio por meio do tópico Partículas Elementares e Interações Fundamentais na perspectiva do Modelo Padrão, minimizando ao máximo o formalismo matemático. Basicamente, pretende-se utilizizar um texto de referência, construído pela primeira autora, como uma das etapas de seu trabalho de dissertação em um mestrado profissional em Ensino de Física, contendo aspectos históricos e epistemológicos para ser trabalhado com estudantes desse nível de escolaridade. Por meio de uma linguagem atraente ao estudante e aos professores, mas sem imagismos obstaculizadores, tal como imaginar uma partícula como uma bolinha, propõe-se formar um cidadão com uma cultura científica efetiva, aproveitando o entusiasmsmo característico do estudante em aprender assuntos atuais. A abordagem metodológica do presente trabalho está pautada na teoria da mediação de Vygotsky (1991; 1993) complementada pela teoria da aprendizagem de Ausubel (AUSUBEL et al, 1980; MOREIRA, 2006). A partir desse domínio conceitual foi elaborado um questionário para ser aplicado antes da discussão, com o objetivo de identificar as concepções prévias dos estudantes. Do resultado, partiu-s-se para a elaboração do texto, que faz uma análise histórica crítítica das idéias e teorias relevantes para a construção do conceito atual de partícula elementar embasado na epistemologia de Gaston Bacherald, além de apresentar o desenvolvimento de conteúdos específicos de Física; destaca também o esforço de cientistas de de diversas áreas científicas em um trabalho tipicamente interdisciplinar. O material busca aproximar e/ou motivar o professor de Ensino Médio na introdução de assuntos de Física Moderna e Contemporânea em suas aulas. Ressaltando a importância de uma atualização curricular que proporcione um ensino mais atualizado capaz de integrar sociedade e escola, promovendo a interação entre a Física da sala de aula e a Física do cotidiano conceitual e tecnológico.
Palavras -c -chave: Partículas Elementares. Interações Fundamentais. Ensino de Física Moderna e Contemporânea. História da Ciência. Ensino Médio.
## Introdução
Os currículos de Física do Ensino Médio, em geral, não têm atendido às recomendações das Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares NaNacionais para o Ensino Médio (KAWAMURA; HOUSUME, 2003) no que diz respeito à formação de um cidadão cientificamente alfabetizado. Isso
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xviii/
26 a 30 de Janeiro de 2009
acontece porque os currículos estão ultrapassados; ensina-s-se apenas a Física até o século XIX. Diante disto, uma atualização curricular é necessária.
As propostas mais difundidas atualmente são as que sugerem a inclusão de tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no currículo do Ensino Médio com o objetivo de integrar escola e sociedade, de modo que a Física da sala de aula una-s-se à Física do cotidiano.
Ostermann e Moreira (2000) relatam inúmeros trabalhos nesta área de pesquisa, entre eles os de Terrazzan (1992; 1994) e Paulo (1997) que ressaltam a importância da atualização dos currículos devido à influência crescente te dos conteúdos de Física Moderna e Contemporânea no cotidiano da sociedade. Desta maneira pode-se proporcionar aos alunos um sentido ao que aprendem na escola, fazendo com que possam estabelecer relações com o mundo que os cerca.
Também citam: Pereira (1997) que coloca como função da escola e, principalmente dos programas de Ciências Naturais e Sociais e da Física, Química e Biologia, a inclusão, em seus currículos, de assuntos que proporcionem a formação de um cidadão esclarecido sobre o mundo que o cerca; Valadares e Moreira (1998) que defendem a importância de se conhecer a tecnologia atual, pois estes assuntos estão presentes na vida dos estudantes.
Outro aspecto importante ressaltado por Wilson (1992 apud OSTERMANN; MOREIRA, 2000) é a motivação provocada por tais assuntos nos alunos, pois eles gostam de reconhecer os tópicos tratados em aula nos jornais e revistas. Esta motivação também é relatada por Stannard (1990 citado em OSTERMANN; MOREIRA, 2000), através de um levantamento feito com universitários , que mostrou que assuntos de Física Moderna como Relatividade Restrita, Partículas Elementares, Teoria Quântica e Astrofísica foram os maiores motivadores dos estudantes para a escolha da Física como carreira.
Ostermann e Moreira (2000) assinalam a relação ão entre o currículo trabalhado com os estudantes e a escolha da Física como uma carreira é partilhada por Valadares e Moreira (1998), Stannard (1990) e Wilson (1992).
Gil et al. (1998 citado em OSTERMANN; MOREIRA, 2000) acrescentam à discussão um fator importante, apresentando a inserção de conceitos atuais de Física como relevante contribuição para a desmistificação do trabalho científico, superando a imagem linear e cumulativa de ciência. Segundo esses autores, esta desmistificação do trabalho científico é muito presente quando os temas tratados são Partículas Elementares e suas Interações.
Moreira (2007), ao tratar da Física dos Quarks, mostra como este assunto se desenvolveu a luz de vários epistemólogos. Destaca a mutabilidade das teorias, minimiza a idéia do método científico como o responsável pela construção de conhecimento. Estas idéias também são compartilhadas por Ostermann (1999) e Ostermann e Cavalcante (2001) no momento em que aborda problemas conceituais das teorias e suas perspectivas e ressalta a importância da construção do conhecimento, reconhecendo o papel do homem nesta construção.
Uma estratégia muito comum no ensino da Física é a representação de um conceito através de uma imagem (ABDALLA, 2005). Por exemplo, a imagem associada a um átomo ou uma partícula elementar é uma bolinha. Segundo Moreira e Greca (2004) e Moreira (2(2007) isso pode reforçar obstáculos representacionais mentais para uma aprendizagem significativa.
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
Como foi relatado até o momento, muitos autores reconhecem a importância de inserção da FMC no currículo do Ensino Médio. Segundo a revisão bibliográfica feita por Ostermann e Moreira (2000), a maioria destes trabalhos divide-se em três grupos: a utilização de modelos da Física Clássica; a ruptura com modelos da Física Cláss ica; e a escolha de tópicos essenciais.
Considerando esses grupos, a proposta desenvolvida nesse artigo, além de integrar as fileiras dos que defendem a inserção de FMC no Ensino Médio, vai ao encontro da opção de eleição de um tópico essencial, como feita ta por Ostermann e Moreira (2000), por considerá-la mais adequada às possibilidades do sistema de ensino brasileiro.
Dentro desta linha, Terrazzan (1994 citado em OSTERMANN; MOREIRA, 2000) sugere que o professor deve fazer a escolha do tópico a ser abordado, e defende que sua inserção no currículo deve levar em conta seu contexto histórico.
Farmelo (1992 apud OSTERMANN; MOREIRA, 2000) concorda com Terrazzan na importância da utilização do contexto histórico para se trabalhar temas de Física Moderna e Contemporânea; e acrescenta um tratamento epistemológico aos temas. Sua experiência foi realizada em um grupo de estudantes ingleses. O tema abordado foi Física de Partículas.
Ostermann e Moreira (2000) relatam que muitas experiências sobre introdução de tópicos de FMC para o nível secundário foram realizadas e, em sua maioria, os resultados foram promissores, como, por exemplo, a de Stefanel (1998), em um curso de Mecânica Quântica. Por outro lado, seus resultados foram satisfatórios, mas sugerem que são necessárias mais pesquisas sobre a introdução deste te tema no currículo.
Veit et al. (1987 citado em OSTERMANN; MOREIRA, 2000) propõem a introdução deste tema através de um programa - - aula para nível médio sobre efeito fotoelétrico via computador. Esta sugestão partiu da falta de materiais instrucionais, como textos sobre tópicos de Física Moderna e Contemporânea.
Resumindo os argumentos a favor da inserção de FMC no Ensino Médio, destaca -s -se: i) necessidade urgente de revitalização e atualização do currículo de Física, visando uma alfabetização científica atualizada ao momento presente; ii) possibilidade de usar a recente história da ciência para interpretar o papel e a natureza da ciência ao longo da história humana; iii) motivação que poderá atrair o estudante para o fascinante mundo da Física; iv) promoção da interação do estudante com o mundo tecnológico atual.
Por todos esses aspectos, este trabalho apresenta um projeto de inserção de FMC no Ensino Médio por meio do tópico Partículas Elementares e Interações Fundamentais na perspectiva do Modelo Padrão, minimizando ao máximo o formalismo matemático. Basicamente, pretende-s-se utilizar um texto de referência, construído pela primeira autora, como uma das etapas de seu trabalho de dissertação em um mestrado profissional em Ensino de Física, contendo aspectos históricos e epistemológicos para ser trabalhado com estudantes de Ensino Médio. Por meio de uma linguagem atraente ao estudante e aos professores, mas sem imagismos obstaculizadores, propõe-se formar um cidadão com uma cultura científica efetiva, aproveitando o entusiasmo característico do estudante em aprender assuntos atuais.
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
## Descrição do trabalho desenvolvido
A abordagem metodológica do presente trabalho está pautada na teoria da mediação de Vygotsky (1991; 1993) ) complementada pela teoria da aprendizagem de Ausubel (AUSUBEL et al, 1980; MOREIRA, 2006).
Coerente com esse referencial foi construído um questionário para identificar e caracterizar as concepções dos estudantes sobre a estrutura da matéria em geral. Como estudo exploratório, esse instrumento foi aplicado a 120 alunos do 3º ano do Ensino Médio, provenientes de duas escolas públicas de Porto Alegre, para testar sua confiabilidade na obtenção dos dados para o qual foi proposto. A partir desses primeiros resultados iniciou-s-se a elaboração do texto Sobre Partículas Elementares e Interações Fundamentais por meio de uma pesquisa extensa e cuidadosa na literatura especializada.
- O texto, que está em vias de ser finalizado, faz uma análise histórico-crítica da evolução das idéias e teorias mais importantes para a construção do conhecimento atual sobre partícula elementar. Nele também foram desenvolvidos aspectos como a evolução da Ciência, por meio de uma perspectiva histórica e epistemológica baseada nos trabalhos de Gaston Bachelard (1979; LOPES, 1996). Ao longo do texto procura-s-se ressaltar aspectos importantes para a elaboração da concepção de partículas elementares e de interação entre elas como a a contribuição que as diferentes Ciências - - Física, Química e Biologia - - deram para a construção do Modelo Padrão de átomo aceito atualmente. A epistemologia de Gaston Bachelard, principalmente a "filosofia da desilusão" " também serve de norte à autora na análise crítica do desenvolvimento da ciência quanto ao conceito de partícula e sua estrutura até o Modelo Padrão, enfatizando o papel do erro como elemento promotor do conhecimento científico.
Justificaase duplamente a escolha da teoria de Vygotsky como referencial teórico: para o texto e para a sua aplicação em sala de de aula. Vygotsky (1993) argumenta que o indivíduo aprende através da sua interação com os demais sujeitos no contexto social, cultural e histórico em que está inserido. Ou seja, o indivíduo é amplamente influenciado pelo meio que o envolve. Nessa teoria, tatambém é importante destacar que os mecanismos que serão responsáveis pelo desenvolvimento cognitivo do indivíduo também são de origem e natureza sociais, e peculiares ao ser humano. Esse é um dos pilares da teoria de Vygotsky que diz que os processos mentais superiores têm sua origem nos processos sociais. Assim, percebe-s-se que os trabalhos de Vygotsky exploram especialmente a interação entre indivíduo e o contexto que o cerca (VYGOTSKY, 1991).
A teoria de aprendizagem significativa de Ausubel (AUSUBEL et alal., 1980; MOREIRA, 2006) também foi utilizada como referência para a elaboração do texto. Segundo Ausubel, a aprendizagem significativa ocorre quando uma nova informação recebida pelo indivíduo interage com informações preexistentes na estrutura cognitiva. . Ausubel atribui como fatores essenciais para a aprendizagem a identificação dos conhecimentos preexistente na estrutura cognitiva do estudante, a proposta de materiais potencialmente significativos pelo professor e a pré-d-disposição do estudante para aprender. A linguagem também tem uma grande importância nessa teoria, pois ela é considerada um facilitador da aprendizagem.
Retomando, tomou-s-se como base esses princípios para elaborar um texto que procura motivar os professores a inserir o tópico Física de Partículas e
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
Interações Fundamentais em suas aulas. Nesse material é abordado o contexto histórico do desenvolvimento da Física de Partículas, desde as primeiras idéias gregas sobre a constituição da matéria até o Modelo Padrão aceito atualmente.
Quanto ao contexto histórico, procurou-s-se efetivar uma abordagem cronológica comentada criticamente à luz da epistemologia de Bachelard, na qual se buscou enfatizar a desmistificação do método científico como um processo linear e cumulativo por meio da descrição do esforço humano, misturando concepções equivocadas com evoluções das teorias científicas na construção do conhecimento.
Quanto ao conteúdo específico de Física de Partículas os tópicos abordados serão: o Modelo Padrão - - léptons e quarks; bárions e mésons; papartículas mediadoras/virtuais (fótons, glúons, W e Z, grávitons); interações fundamentais (gravitacional, eletromagnética, forte e fraca); propriedades fundamentais da matéria (massa, carga elétrica, carga cor e carga fraca); "o problema da gravidade"; a antimatéria; o bóson de Higgs. A abordagem escolhida não enfatiza "pontes" com a Física Clássica e, como já foi citado, minimiza o uso de equações ou representações matemáticas.
Abaixo são transcritos alguns trechos do texto para exemplificar a abordagem escolhida.
Sobre contribuições de Galileu (séc. XVII) à hoje chamada Física de Partículas
"Galileu não desconhecia a teoria atômica, tanto que, em sua obra Il Saggiatore (O Experimentador), publicada em 1623 , , admite ser possível chegar a uma teoria corpusculular para fenômenos físicos e desenvolve uma teoria corpuscular para o calor e para a luz; usa, inclusive, o termo átomo o para a luz, pois interpreta a luz como sendo formada por partículas (CARUSO; OGURI, 2006). Em sua obra, Diálogo, publicada em 1632, , ele apresenta os átomos como entidades sem forma, puramente matemáticas."
"As contribuições de Galileu para o que hoje se conhece como Física de Partículas vão muito além do reconhecimento da teoria atômica; quando sugeriu que as leis que regem os movimentos no no céu e na Terra são as mesmas, refutando a idéia de Aristóteles, Galileu ratificou a primeira unificação na Física."
"Galileu inovou na época, introduzindo uma nova filosofia: além de atribuir à experimentação um significado essencial para a corroboração de uma conjectura teórica, trouxe o formalismo matemático para descrever os dados obtidos na experimentação (P(PONCZEK, K, 2002). Nesse sentido, é importante assinalar que Galileu nem sempre utilizava experimentos convencionais, do tipo "hands-on", mas fazia uso freqüente de experimentos de pensamento (gedanken experiments) (KOIRÉ, 1991). Dessa forma, Galileu iniciou a racionalização da ciência, que depois recebeu contribuições de René Descartes e atingiu seu auge com Isaac Newton."
Sobre a relação interdisciplinar no desenvolvimento das teorias científicas relacionadas com partículas
"Enquanto as diferentes áreas científicas se desenvolviam, o médico italiano Luigi Galvani (1737-1798), em 1780, relatava suas observações sobre a "eletricidade
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
animal". Esses relatos só foram claramente interpretados em 1799, quando o físico italiano Alessandro Volta (1745-5-1827) criou a pilha voltaica. Com a pilha voltaica os laboratórios puderam dispor de uma corrente elétrica praticamente constante para realização de experimentos , experimentos esses realizados no ano seguinte, por William Nicholson (1735-5-1815) e Anthony Carlisle (1768-1840). Eles fizeram a primeira eletrólise na água e constataram que a água podia ser decomposta em hidrogênio e oxigênio; a generalização dessa conclusão foi de que uma substância em meio ácido se decompunha. Esse experimento deu origem à eletroquímica, mostrando que a eletricidade podia decompor ligações químicas, e levou à conclusão de que as ligações químicas deveriam ter origem elétrica (CARUSO; OGURI, 2006), mostrando, assim, que a eletricidade e a química eram áreas de estudo que se sobrepunham."
Cerca de um século mais tarde:
"[...] os químicos também buscavam o constituinte elementar da matéria. Utilizando a tabela de pesos atômicos e moleculareres de Canizzaro (1826-1910) e o conhecimento acumulado até esse momento, o químico russo Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907) elaborou a Tabela Periódica dos elementos químicos em 1869. Mendeleev agrupou os elementos de acordo com seus pesos atômicos e suas características físicooquímicas guiando-s-se pelos ideais da ciência grega como a síntese e a simetria.
- A convicção nesses ideais levou Mendeleev a prever elementos químicos que ainda não haviam sido identificados. Dois exemplos das previsões feitas por Mendeleev são os elementos gálio e germânio. Esses elementos foram previstos por Mendeleev em 1869: a existência do gálio foi confirmada em 1875 pelo químico francês Lecocq de Boisbaudran (1838-1912), e o germânio foi identificado dezessete anos depois, em 1886 pelo químico alemão Klemens Winkler (1838-1904).
A Tabela Periódica de Mendeleev também recebeu contribuições valiosas da espectroscopia. Vários elementos químicos foram identificados com o uso dessa técnica, preenchendo assim muitas lacunas existentes na Tabela (FILGUEIRAS, 1996)."
## Sobre a descrição das dificuldades na construção do trabalho científico
"Em 1838, Faraday começou um trabalho que seria muito importante para a compreensão da composição da matéria. Ele foi um dos primeiros cientistas a trtrabalhar com descargas elétricas em gases rarefeitos. Em seus trabalhos, Faraday observou uma região escura próxima ao ânodo do tubo, essa região ficou conhecida como espaço escuro de Faraday (BASSALO, 2000). Contudo, seus trabalhos não tiveram muito sucesso devido às dificuldades técnicas, tais como a impossibilidade de se conseguir um vácuo eficiente. Os trabalhos com descargas elétricas em gases só foram retomados 20 anos mais tarde."
## Sobre a evolução das teorias por meio da correção dos erros
"Thomson (1856-6-1940) percebeu que poderia desviar os raios catódicos produzindo um campo elétrico com o auxílio de um par de placas metálicas carregadas com cargas opostas e com um vácuo mais eficiente do que o feito por Hertz. Ele percebeu que o erro no experimento to de Hertz era o excesso de gás no
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
26 a 30 de Janeiro de 2009
tubo por onde os raios catódicos passavam. Pois esse gás tornava-a-s-se ionizado devido ao campo elétrico; e as cargas elétricas depositavam-s-se sobre as placas diminuindo a intensidade do campo elétrico. Dessa forma, o campo remanescente era tão pequeno que causava pouca ou quase nenhuma deflexão dos raios catódicos."
Em outro momento, alguns anos mais tarde:
"A identificação dos componentes do núcleo atômico, prótons e nêutrons, gerou algumas questões importantes para o des envolvimento científico, por exemplo: como explicar a coexistência de prótons e nêutrons no núcleo, se os prótons deveriam se repelir devido à força coulombiana.
Na tentativa de explicar essa aparente contradição, os físicos, o russo Dimitrij Iwanenko (1904-1994), o alemão Werner Heisenberg (1901-1976) e o italiano Ettore Majorana (1906-6-1938) propuseram que os prótons e nêutrons se comportavam como uma partícula única chamada de nucleon. Segundo essa teoria, os nucleons interagiriam por meio de uma força atrtrativa muitas vezes maior que a força coulombiana, dessa forma essa força seria capaz de superar a repulsão entre os prótons e os manter unidos no núcleo.
Heisenberg, influenciado pela propososta de Fermi sobre o decaimento ß, sugeriu que essa força entre os nucleons era devido à troca de elétrons e neutrinos entre eles. Contudo, o cálculo detalhado dessa força mostrou que ela era muito fraca.
Tentando resolver este problema o físico japonês Hideki Yukawa (1907-71981) sugere algumas modificações no modelo proposto por Heisenberg. Segundo Yukawa a proposta de Heisenberg deveria estar correta, mas as partículas que seriam responsáveis pela mediação dessa força não seriam os elétrons e os neutrinos, para Yukawa essas partículas ainda não haviam sido identificadas, mas deveriam ter uma massa com um valor intermediário entre a massa do próton e do elétron, e por essa razão foram inicialmente chamadas de mésons.
A proposta foi recebida com um pouco de ceticismo, mas, em 1937, quando os físicos norte -americanos Anderson e seu assistente Seth Neddermeyer (1907-71988) identificaram nos raios cósmicos partículas altamente ionizantes e com massa aproximadamente igual à prevista por Yukawa , esse fato deu credibilidade a teoria de Yukawa. Posteriormente, a força descrita por Yukawa ficou conhecida como força forte (BASSALO, 2000)."
## Sobre a proposta da classificação octal e da existência dos quarks
"Tentando organizar o grande número de partículas detectas até esse momento, os físicos Gell-l-Mann (1929- - ) e Yuval Ne'eman (1925-2-2006) desenvolveram independentemente, em 1961, uma nova classificação para as partículas elementares. Nessa classificação evidenciaram as características comuns entre as partículas, organizando-as em grupos de oito. Essa classificação ficou conhecida como classificação octal. Esse trabalho foi similar ao realizado por Medeleev na elaboração da Tabela Periódica dos elementos aproximadamente um século antes.
Refinando a classificação octal, Gelell-l-M-Mann e o físico George Zweig (1937- - ) perceberam, independentemente, que os padrões apresentados conduziram a idéia
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
de que as partículas até agora consideradas como fundamentais poderiam ser formadas por partículas ainda menores, que foram chamadas de ququarks por Gell-lMann (MOREIRA, 2007)."
## Resultados obtidos
Até o momento, a coleta de dados resume-se às respostas ao questionário de questões de múltipla escolha já referido anteriormente, cujo objetivo era identificar concepções prévias dos estudantes. As trinta e duas questões trataram de temas sobre a estrutura atômica, modelos atômicos, partículas elementares e sua detecção, interações fundamentais, antimatéria e o bóson de Higgs.
A análise das respostas dos alunos ao questionário permite concluir que há pouco ou quase nenhum conhecimento científico sobre a constituição da matéria. Questões como: "Qual o modelo atômico aceito atualmente?", "O que é um quark?" ou "Que tipo de interação predomina no núcleo atômico?" apapresentaram respostas que demonstram quase um total desconhecimento sobre esses temas.
Por exemplo, para a questão: "Qual o modelo atômico aceito atualmente?" " a maioria dos estudantes respondeu o Modelo de Rutherford. E para a questão: "O que é um quark?" " a maioria deles respondeu: "O quark é é um átomo ionizado." Quanto à questão "Que tipo de interação predomina no núcleo atômico?" " a maioria respondeu que era a interação eletromagnética. Essas respostas representam um fato bastante preocupante considerando-se que o questionário foi respondido por alunos concluintes do Ensino Médio.
Por outro lado, surpreendentemente, os alunos tiveram um bom desempenho na questão que discutia a detecção de partículas elementares: como resposta à questão "Como são detectadas partículas elementares?", ", a maioria dos alunos optou pela resposta "Por meio de observações indiretas com o auxilio de aceleradores de partículas, câmaras de bolhas, detectores de raios cósmicos, etc." Provavelmente, suas respostas podem ser derivadas de informações divulgadas pelos meios de cocomunicação e revistas de divulgação científicas, corroborando o interesse que os estudantes manifestam em estudar temas da atualidade.
Todos os argumentos manifestados neste texto reforçam a nossa convicção da necessidade do tema Física de Partículas ser incluído no currículo de Física do Ensino Médio.
## Considerações/conclusões:
O objetivo desse trabalho é a apresentação de uma proposta que será efetivada no primeiro semestre de 2009. Tem-se como hipótese de que ela será útil aos professores de Ensino Médio interessados na atualização curricular em Física, pois integra uma ação: i) fundamentada em teorias psicológica, epistemológica e de aprendizagem em sala de aula; ii) que utiliza um material potencialmente significativo sobre FMC com articulações acerca da história e filosofia da ciência. Enfim, a proposta de utilização desse texto é como material de apoio ao professor de Ensino Médio. Ele serve tanto para a complementação de estudos do professor ou talvez como um ponto de partida para a elaboração de um m material próprio.
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
Dependendo da intenção do professor, o texto não precisa ser usado na íntegra; o professor pode escolher excertos que considera mais relevante e trabalhar tópicos como competências e habilidades compatíveis com o processo educativo de ensinar Física, como interpretação do texto, mote para pesquisas em pequenos grupos, elaborações de sínteses integradoras, entre outros.
## Referências
ADBALLA, Maria Cristina Batoni. Sobre o discreto charme das partículas elementares. Física na Escola, v. 6, n n. 1, p. 38-44, mai. 2005.
AUSUBEL, David; NOVAK, Joseph; HANESIAN, Helen. Psicologia Educacional . Rio de Janeiro: Interamericana, 1980. 626p.
BACHELARD, Gaston. A A filosofia do não . São Paulo: Abril Cultural, 1979. 354p.
BASSALO, José Maria Filardo. Partículas Elementares: do átomo grego à supercorda. In: CARUSO, F.; SANTORO, A. (Orgs). Do átomo grego à física de interações fundamentais . 2.ed. Rio de Janeiro: CBPF, 2000. 203p.
CARUSO, Francisco; OGURI, Vitor. Física Moderna: origens clássicas e fundamentos quânticos . 1.ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. 603p.
CARUSO, Francisco; SANTORO, Alberto. (Orgs). Do átomo grego à física de interações fundamentais . 2.ed. Rio de Janeiro: CBPF, 2000. 203p.
FILGUEIRAS, Carlos Alberto. A espectroscopia e a Química. Química Nova na Escola, n.3, p.22-2-25, mai.1996.
KAWAMURA, Maria Regina Dubeux; HOUSUME, Yassuko. A Contribuição da Física para um Novo Ensino Médio. F Física na Escola, São Paulo, v. 4, n.2, p. 22 -2 -27, out. 2003.
KOYRÉ, Alexandre. Estudos de História do Pensamento to Científico. Rio de Janeiro: Forense Universitária, 1991. 388 p.
LOPES, Alice Ribeiro Casimiro. Bachelard: o filósofo da desilusão. Caderno Catarinense de Ensino de Física , v. 13, n. 3, p. 248-273, dez. 1996.
MOREIRA, Marco Antonio. A teoria da aprendizagem significativa e sua implementação em sala de aula . Brasília: Editora da UnB, 2006. 185p.
MOREIRA, Marco Antonio. A Física dos quarks e a epistemologia. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 29, n. 2, p. 161-173, jun. 2007.
MOREIRA, Marco Antonio; GRECA, Ileana María. Sobre cambio conceptual, obstáculos representacionales, modelos m mentales, esquema de assimilación y campos conceptuales. Porto Alegre: Instituto de Física, UFRGS, 2004. 121p.
OSTERMANN, Fernanda; MOREIRA, Marco Antonio. Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa "Física moderna e contemporânea no ensino médio". I Investigação em Ensino de Ciências, v. 5, n. 1, p. 23-48, jan. 2000. Disponível em:<http://www.if.ufrgs.br/public/ensino/vol5/n1/v5\_n1\_a2.htm>. Acesso em: 14 dez. 06.
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
OSTERMANN, Fernanda. Um texto para professores do ensino médio sobre partículas elementares. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 21, n. 3, p. 415 -436, set. 1999.
OSTERMANN, Fernanda; CAVALCANTI, Cláudio J. de H. Um pôster para ensinar Física de Partículas na escola. F Física na Escola, v. 2, n. 1, p. 13-19, mai. 2001.
PONCZEK, Roberto Leon. Da Bíblia a Newton: uma visão humanística da Mecânica. In: ROCHA, José Fernando (Org). O Origens e evoluções das idéias da Física . Salvador: EDUFBA, 2002. 372p.
ROCHA, José Fernando. (Org). O Origens e evoluções das idéias da Física . Salvador: EDUFBA, 2002. 372p.
VYGOTSKY, Lev Semenovich. A formação social da mente . 4 ed.São Paulo: Martins Fontes, 1991. 168p.
VYGOTSKY, Lev Semenovich. Pensamento e linguagem. m. São Paulo: Martins Fontes, 1993. 135p.
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
Texto extraído automaticamente do PDF: podem existir erros de conversão, especialmente em fórmulas, tabelas e figuras.