FÍSICA DE PARTÍCULAS NA FORMAÇÃO INICIAL: O QUE É PROPOSTO NAS EMENTAS DOS CURSOS DE LICENCIATURA EM FÍSICA

## FÍSICA DE PARTÍCULAS NA FORMAÇÃO INICIAL: O QUE É PROPOSTO NAS EMENTAS DOS CURSOS DE LICENCIATURA EM FÍSICA

## Márcia da Costa 1 , Andréia Hornes Macedo 2 , Irinéa de Lourdes Batista 3

- 1 Universidade Estadual de Londrina/PECEM, marciarscosta@hotmail.com
- 2 Universidade Estadual de Londrina/PECEM, andreiahornes@yahoo.com.br
- 3 Universidade Estadual de Londrina/PECEM, irinea2009@gmail.com

## Resumo

O ensino de tópicos de Física Moderna Contemporânea tem sido amplamente discutido e incentivado na literatura da área de Ensino de Física, apresentado como uma maneira de contextualizar o ensino, aproximar os conteúdos de sala de aula com a ciência que está sendo desenvolvida, além de possibilitar discussões a respeito da natureza do trabalho científico. Este trabalho faz parte de uma pesquisa que investiga o uso de Simulações Computacionais de Experimentos Históricos de Física de Partículas e consistiu em analisar as ementas dos cursos de Licenciatura em Física das universidades públicas brasileiras, com o objetivo de apresentar como os tópicos de Física de Partículas estão sendo propostos na formação inicial dos professores de Física. Foram buscadas as ementas dos cursos de Física Licenciatura no site das 114 universidades públicas que ofereciam esse curso. Ao todo, são oferecidos 137 cursos e estavam disponíveis as ementas de 116 desses, das quais 85 delas tinham previsto em seus conteúdos algum tópico de Física de Partículas e 31 não contemplavam esses tópicos. Em 21 cursos não se obteve acesso direto pelos sites. Do que pôde-se perceber das ementas consultadas, na maioria dos casos algum tópico de Física de Partículas está previsto nos conteúdos de disciplinas mais amplas, como Física Moderna e Estrutura da Matéria, ou em disciplinas optativas/eletivas, enquanto são escassos os casos de uma disciplina obrigatória específica para abordagem desses tópicos.

Palavras-chave : Física de Partículas, Ementas, Licenciatura em Física.

## Introdução

Ao analisar a literatura da área de Ensino, especificamente Ensino de Física, percebe-se um grande números de trabalhos que discutem a necessidade da implantação da atualização curricular da disciplina de Física e sugerem maneiras de inserção no currículo escolar, para que os professores possam abordar temas de Física Moderna Contemporânea (FMC) em sala de aula e com isso promover um ensino contextualizado, desafiador e motivador, uma vez que os conteúdos a serem explorados se aproximam do cotidiano dos alunos e da maioria dos recursos tecnológicos disponíveis na sociedade.

No entanto, essa reformulação curricular exige uma formação, inicial ou continuada, adequada dos professores. Pois são eles que efetivamente irão inserir os tópicos de FMC em suas práticas pedagógicas e para isso precisam estar preparados em termos conceituais e metodológicos, pois além de dominarem os conteúdos é necessário que reflitam a respeito de como esses conteúdos irão ser ministrados em sala de aula.

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Esse trabalho tem o objetivo de investigar como estão sendo propostos tópicos de Física de Partículas, dentre os possíveis temas de FMC, nas ementas dos cursos de Física Licenciatura das universidades públicas brasileiras que oferecem esse curso.

Dentre os motivos para inserção de FMC nos currículos escolares, acreditase que o ensino de tópicos de FMC para alunos do Ensino Médio e Superior, bem como na formação continuada de professores, assume um papel relevante, uma vez que a introdução de conceitos atuais de Física pode contribuir para uma imagem mais adequada da Ciência e da própria natureza do trabalho científico (PÉREZ; SENENT; SOLBES, 1988). No entanto, para que essa atualização se torne realidade, faz-se necessário que os professores sejam devidamente preparados em sua formação inicial, ou em serviço, para que se sintam capacitados para trabalhar com assuntos relacionados a FMC em suas aulas.

Portanto, apesar de constar nos documentos educacionais oficiais brasileiros a presença de temas de Física Moderna e Contemporânea na Educação Básica, para que esses assuntos sejam discutidos no Ensino Médio, é preciso que os professores estejam preparados, pois de acordo com Monteiro, Nardi e Bastos Filho (2012), há uma lacuna na formação dos professores de Física em relação ao ensino de tópicos de FMC. Em alguns casos a formação inicial não contempla o estudo desses tópicos e quando contempla, na maioria das vezes, está pautado em perspectivas teóricas que não promovem o desenvolvimento da autonomia dos professores para promoverem a discussão desses tópicos em sua futura atuação profissional em sala de aula.

Nesse contexto, Sacristán (2000, p.37) afirma que, 'no currículo universitário, se destaca a adequação dos currículos ao progresso da ciência, de diversos âmbitos do conhecimento e da cultura, e à exigência do mundo profissional'. Logo, a presença de temas de Física Moderna é relevante nos currículos dos cursos de Licenciatura em Física, uma vez que é um assunto de Física Moderna e Contemporânea e está presente no cotidiano dos alunos para os quais os futuros professores lecionarão. De acordo com Sacristán (2000), não faz sentido pensar em atualização curricular, sem antes pensar na formação dos professores, ou seja, para enfrentar o desafio da atualização curricular de uma forma mais eficaz e com um caráter multiplicativo, um dos meios recomendados é inseri-la pela via da formação do professor, tanto inicial quanto continuada. Pois é necessário que o professor seja preparado para essa atualização, seja em termos conceituais e metodológicos, ou seja, além do ponto de vista conceitual deve-se refletir a respeito de como esses conteúdos deveriam ser trabalhados em sala de aula.

Ainda nessa perspectiva, Oliveira, Vianna e Gerbassi (2007) afirmam que não é suficiente a introdução da discussão de problemas atuais da Física se não houver a preparação dos alunos de licenciatura e se o profissional em exercício não tiver a oportunidade de se atualizar, pois são eles os atores principais da atualização curricular, eles que a implementarão em suas práticas pedagógicas.

Nessa pesquisam dentre os possíveis tópicos de FMC, foi abordado o tópico de partículas elementares, estudado pela área de Física de Partículas, que é a área da Física responsável por estudar as partículas elementares que constituem a matéria, além da radiação que emitem, a interação entre elas e suas aplicações.

Em meio as potencialidades desse tema, Ostermann (1999) destaca a oportunidade que ele oferece para a compreensão do processo de produção do

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conhecimento científico. Pois os vários episódios históricos que envolvem essa área de pesquisa mostram o quanto os físicos teóricos e experimentais uniram esforços para procurar compreender a natureza da matéria. Foram necessários grandes investimentos tecnológicos e financeiros para que se chegasse ao Modelo Padrão atual. 'O caráter construtivo, inventivo e não definitivo do conhecimento também pode ser ilustrado, a partir de uma leitura histórica dessa fascinante área da Física' (OSTERMANN, 1999, p. 434).

Além disso, o ensino da Física de Partículas poderá esclarecer melhor a tecnologia moderna, estreitando o contato do jovem com alguns aparatos. Isso, juntamente com a discussão dos conceitos científicos da área, pode promover uma compreensão das informações veiculadas pelas mídias de divulgação científica que estão à disposição dos interessados e suscitar nos alunos um posicionamento mais crítico em relação ao conhecimento científico. Desta forma, esse conhecimento terá uma conexão maior com o dia a dia do aluno, e assim, ele poderá entender e discutir melhor as questões a respeito da Ciência (SIQUEIRA, 2006).

Assim, tomando tópicos de Física de Partículas essenciais para o entendimento da origem da matéria e de como ela interage, bem como para exemplificar noções de Natureza da Ciência e proporcionar uma conexão mais sólida entre o que o aluno estuda em sala de aula e seu cotidiano ou pesquisas científicas recentes, a seguir é apresentada uma pesquisa documental, tomando como base de dados as ementas de cursos de Física Licenciatura, para observar como esses tópicos são abordados na formação inicial desses professores.

## Procedimentos Metodológicos

Como uma das condições para que a atualização curricular aconteça com eficiência e com caráter multiplicativo é a devida formação dos professores, buscouse nas ementas dos cursos de Licenciatura em Física nacionais os possíveis indícios de que os temas relacionados à Física de Partículas estavam sendo propostos na formação inicial.

A busca pelas ementas foi realizada nos sites das universidades, que geralmente levavam aos sites dos departamentos de Física das instituições. Nesses sites os objetos de busca eram as ementas das disciplinas do curso, ou em caso de não especificarem as ementas, o Projeto Político Pedagógico dos cursos que poderia ter descriminadas as ementas das disciplinas componentes dos cursos.

Algumas instituições ofereciam mais de um curso de Física, ofertando o curso em dois ou mais campus , desse modo, foram buscadas as ementas de todos os cursos, uma vez que o contexto é distinto espera-se que as ementas reflitam isso.

Após ter acesso às ementas, buscou-se nelas indícios de que tópicos de Física de Física de Partículas eram previstos nos conteúdos programáticos e caso fosse encontrado eram anotados os seguintes dados: nome da disciplina, se era obrigatória ou optativa, em que período do curso era ofertada, a carga horária e os conteúdos previstos.

Em virtude do tamanho de páginas permitido para esse trabalho, aqui não serão exibidas essas informações na integra, mas serão sintetizadas em forma de Unidades de Análise, com base na Análise de Conteúdo de Bardin (1977).

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A seguir serão apresentadas as Unidades de Contexto e Registro que resumem as informações obtidas nas consultas das ementas.

## Resultados e Discussões

Foram consultados sites das 114 universidades públicas nacionais que oferecem o curso de Licenciatura em Física, ao todo são ofertados 137 cursos. Ao tentar acessar as ementas desses cursos, obteve-se acesso às ementas de 116 cursos, das quais foi possível identificar 85 cursos que tinham previsto em suas ementas conteúdos relacionados à Física de Partículas, 31 cursos não contemplavam esses temas em seus conteúdos e em 21 cursos não se obteve-se acesso às ementas por meio dos sites.

As informações obtidas nesse trabalho de análise podem ser resumidas nas seguintes Unidades de Contexto (UC) e Unidades de Registro (UR).

UC1: Resultados da busca das ementas.

UR1: Universidades em que as ementas do curso de Licenciatura em Física apresenta conteúdos de Física de Partículas : USP, UFSCAR, UNB, UFS, UFPA, UFMT, UFPEL, IFPI, IFRJ, IFFARROUPLILHA, UFSC, UEL, UNIFEI, IFMA Imperatriz, UFFS Cerro Largo, UFRJ, UNICAMP, UFPE, UFPR, UFSM, UFES, UFBA, UEM, UFPI, UFU, UEPG, UFSJ, UFAL, UESC, UNIFAL, UFRR, CEFETRJ, FURG, UNICENTRO, UNITAU, UNIFAP, IFSP São Paulo, IFSP Birigui, IFSP Caraguatatuba, IFSP Registro, IFSP Votuporanga, IFSP Itapetininga, IFRJ Nilópolis, IFPE, IFRS, IFS, IFTO, UFGD, IFFLUMINENSE, IFG Goiânia, IFG Jataí, UFFS Realeza, UFG, UNESP, UDESC, IFBA, IFSEMG, IFCE Fortaleza, IFCE Tianguá, IFCE Cedro, UFSCAR (Sorocaba), UFRN, UEPB, UNIFAL-MG, IFPR Foz do Iguaçu, IFPR Paranaguá, IFPR Telêmaco Borba, UNIPAMPA, IFSC Jaraguá, IFCATARINENSE Concórdia, IFCATARINENSE Rio do Sul, IFPB, IFPA, IFNMG Salinas, IFMT, UFMG, IFRJ Volta Redonda, UFC, UFF, UECE, UNILAB, IFSERTÃO Petrolina, IFSERTÃO Salgueiro, IFRN e UFRB , representando 85 cursos.

UR2: Universidades em que as ementas do curso de Licenciatura em Física não apresentam conteúdos relacionados à Física de Partículas: UFLA, UFCG, IFMT Confresa, IFMA São Luis - Monte Castelo, IFCE Sobral, IFCE Crateús, IFSERTÃO Serra Talhada, UFSCAR Arraras, UFABC, UEFS, UERN, UFMS, UEMA, UFOP, UFOPA, IFB, IFMG, UEMS, UERR, IFNMG Januária, IFPR Ivaiporã, IFSUL, UFOB, UFTM, IFSC Araranguá, UFAC, IFAM, IFRO e UFAM , representando 31 cursos.

UR3: Universidades cujas ementas do curso de Licenciatura em Física não foram disponibilizadas online: UVA, UESPI, UENF, UFT, URCA, UESB, UNIMONTES, UEG, UTFPR, CESVASF, UEA, FACAL, FFCL, FAFOPA, UFJF, UNIFESSAPA, IFMA Santa Inês, IFCE Aracajú, UFPA Abaetuba, UFPB e IFES , representando 21 cursos.

Isso significa que a maioria dos cursos possuem ementas que propõem conteúdos de Física de Partículas, seja na modalidade obrigatória ou optativa. No entanto, ainda existem cursos que não oportunizam em ementas a proposta de discussão desses conteúdos. Em relação ao tipo de disciplina que se propõe a discutir esses conteúdos, elas podem ser agrupadas na seguinte unidade contexto.

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UC2: Quanto a natureza das disciplinas que continham temas relacionados à Física de Partículas.

UR1: Conteúdo de Física de Partículas em ementas de disciplinas obrigatórias e optativas : USP, UFSCAR, UNB, UFS, UFPA, UFMT, UFPEL, IFPI, IFRJ, IFFARROUPLILHA, UFSC, UEL, UNIFEI, IFMA Imperatriz, UFFS Cerro Largo , com 15 cursos.

UR2: Conteúdo de Física de Partículas em ementas de disciplinas obrigatórias: UFRJ, UNICAMP, UFPE, UFPR, UFSM, UFES, UFBA, UEM, UFPI, UFU, UEPG, UFSJ, UFAL, UESC, UNIFAL, UFRR, CEFETRJ, FURG, UNICENTRO, UNITAU, UNIFAP, IFSP São Paulo, IFSP Birigui, IFSP Caraguatatuba, IFSP Registro, IFSP Votuporanga, IFSP Itapetininga, IFRJ Nilópolis, IFPE, IFRS, IFS, IFTO, UFGD, IFFLUMINENSE, IFG Goiânia, IFG Jataí, UFFS Realeza, UFG, UNESP, UDESC, IFBA, IFSEMG, IFCE Fortaleza, IFCE Tianguá, IFCE Cedro, UFSCAR (Sorocaba), UFRN, UEPB, UNIFAL-MG, IFPR Foz do Iguaçu, IFPR Paranaguá, IFPR Telêmaco Borba, UNIPAMPA, IFSC Jaraguá, IFCATARINENSE Concórdia, IFCATARINENSE Rio do Sul, IFPB, IFPA, IFNMG Salinas , com 59 cursos.

UR3: Conteúdo de Física de Partículas em ementas de disciplinas optativas: IFMT, UFMG, IFRJ Volta Redonda, UFC, UFF, UECE, UNILAB, IFSERTÃO Petrolina, IFSERTÃO Salgueiro, IFRN, UFRB , com 11 cursos.

Percebe-se que a maioria dos cursos apresenta ementas de disciplinas obrigatórias, geralmente entre o 6º e 9º semestres, que possuem em seu conteúdo programático temas relacionados à Física de Partículas. Porém, não é possível afirmar se as ementas dessas disciplinas são cumpridas em totalidade e em que profundidade esses temas são abordados em sala de aula.

Quanto as disciplinas optativas, por mais que estejam presentes, não se pode afirmar que os licenciandos terão a oportunidade de cursá-las, pois podem não ser oferecidas todos os anos e em casos que são ofertadas em turnos diferentes, para atender turmas de outros turnos, pode-se dificultar as matrículas em virtude do conflito de horários.

Para buscar alguns indícios a respeito de como esses tópicos são propostos nas ementas, observou-se em quais disciplinas eles aparecem, como descritos nas unidades abaixo.

UC3: Quanto a representatividade dos conteúdos de Física de Partículas nos cursos.

UR1: Cursos que apresentam uma disciplina obrigatória específica de tópicos de Física de Partículas: IFRS, UFG, IFSP Birigui, IFSP São Paulo, IFSP Caraguatatuba, UFU, IFPR Foz do Iguaçu, IFPR Telêmaco Borba , UNITAU, com 10 cursos.

UR2: Cursos que apresentam conteúdos de Física de Partículas com menos expressividade, inclusos na ementa de disciplinas mais amplas, como Física Moderna, Estrutura da Matéria e Física Geral: USP, UFRJ, UNICAMP, UFSCAR Sorocaba, UFPE, UFPR, UFSM, UFES, UFS, UFBA, UEM, UFPA, UFPI, UEPG, UFSJ, UFAL, UFMT, UESC, UFPEL, UNIFAL, UFRR, FURG, UNICENTRO, IFSP Registro, IFSP Votuporanga, IFSP Itapetininga, IFS, UFGD, IFRJ Nilópolis, IFFLUMINENSE, IFPE, IFG Goiânia, UFSC, UERJ, UEL, UNIFEI, UDESC, UFFS

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Cerro Largo, UFFS Realeza, IFBA, IFSEMG, IFCE Fortaleza, IFCE Cedro, IFCE Tianguá, UFRN, UEPB, UNIFAL-MG, IFPR Paranaguá, IFPR Telêmaco Borba, UNIPAMPA, IFSC Jaraguá, IFCATARINENSE Concórdia, IFCATARINENSE Rio do Sul, IFPB, IFPA, IFNMG, com 56 cursos.

UR3: Cursos em que conteúdos de Física de Partículas são discutidos em disciplinas de História da Ciência, Física Contemporânea e de formação pedagógica: UNB, UFSM, UFSCAR São Carlos, UFES, UNIFAP, IFPI, IFTO, IFFARROUPILHA, IFG Jataí, IFMA Imperatriz, IFCE Tianguá, com 11 cursos.

UR4: Cursos com disciplinas introdutórias: CEFET-RJ, UFSCAR São Carlos, UNESP, com 3 cursos.

Como pode se notar, na maioria dos casos os tópicos de Física de Partículas aparecem inclusos em metas de disciplinas mais amplas, como é o caso da Física Moderna, Estrutura da Matéria e Física Geral. Além disso, geralmente, esses tópicos são os últimos previstos nas ementas. O que já sugere que esses conteúdos terão um curto intervalo de tempo para serem abordados ou não haverá tempo disponível para discuti-los, isso poderia impedir uma abordagem mais profunda dos assuntos e uma possível reflexão de como esses conteúdos poderiam ser explorados nas salas de aula de Ensino Médio, pois além de aprender os conteúdos científicos é relevante que se discuta as possibilidades da inserção na prática pedagógica.

Dentre os cursos analisados, são poucos os que propõem a discussão de conteúdos de Física de Partículas em disciplinas introdutórias, História da Ciência, Física Contemporânea e de formação pedagógica, somando um total de 14 cursos, o que indica uma lacuna entre a maneira como esses assuntos são aprendidos e a maneira como eles podem ser abordados na atividade profissional na Educação Básica. Além disso, perde-se a oportunidade de apresentar os tópicos de Física Contemporânea já no início do curso, quando na maioria das vezes os alunos só estudam conteúdos de Física Clássica e discutir o desenvolvimento o conhecimento científico, usando como exemplos os episódios históricos dessa área da Física.

Ainda em relação às disciplinas, apenas 12 cursos apresentam ementas de mais de uma disciplina que discute conteúdos de Física de Partículas, enquanto os demais apresentam apenas uma ementa, o que implica numa segregação de conteúdos, uma vez que são abordados em uma disciplina e esquecidos pelas demais. Não que seja necessária a retomada constante em várias disciplinas, mas poderiam ser abordados em, pelo menos, três instantes: abordagem superficial em disciplinas de Física Geral ou introdutórias, abordagem específica em disciplinas de Física Moderna, similar ou específica de Física de Partículas e para finalizar abordagens em disciplinas pedagógicas e de História da Ciência, oportunizando aos estudantes uma formação básica que lhe permita adquirir segurança para tratar desses tópicos em sua futura atuação profissional.

Em relação às disciplinas obrigatórias específicas de conteúdos de Física de Partículas, elas se dividem entre Física de Partículas e Física Nuclear: IFSP Birigui, IFSP São Paulo, IFSP Caraguatatuba (Física Nuclear e de Partículas), IFRS (Física Nucelar e de Partículas), UFG (Introdução à Física Nuclear e de Partículas), UFU (Introdução a Relatividade e Física Nuclear), UNITAU (Estrutura da Matéria - Física Molecular, Nuclear e Partículas), IFPR Foz do Iguaçu (Física Nuclear e de Partículas), IFPR Telêmaco Borba (Fundamentos de Física Nuclear e de Partículas). Essas disciplinas possuem uma carga horária que varia de 32 h a 75 h.

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Ao considerar as informações obtidas, pode-se apenas afirmar o que foi proposto nas ementas. Se essas ementas são cumpridas em sua totalidade, qual a profundidade com que são tratados os conteúdos e se os licenciandos estão obtendo uma formação adequada a respeito de tópicos de Física de Partículas são informações que só poderiam ser obtidas entrando em contato direto com os integrantes dos cursos, sejam eles professores ou alunos.

Como relatado por Martin (2005), em entrevista com professores responsáveis pelas disciplinas com conteúdos de Física de Partículas, nem sempre os professores conseguem cumprir integralmente as ementas, a execução da disciplina nem sempre sai como planejado inicialmente.

## Considerações

Pela análise feita nas ementas, percebe-se que são raras as disciplinas que são voltadas especificamente para o ensino de tópicos de Física de Partículas, geralmente o conteúdo está inserido na ementa das disciplinas de Física Moderna, Estrutura da Matéria e Física Geral, assim esses conteúdos são vistos de forma agregada aos demais conteúdos. Isso pode levar a uma abordagem superficial, sem muita profundidade nas discussões, uma vez que na maioria dos casos são extensas as listas de conteúdos a serem trabalhados em tempos insuficientes para uma abordagem detalhada.

Isso sugere a necessidade de que se pesquisem meios de inserção de tópicos de Física de Partículas nas licenciaturas em Física, seja em disciplinas mais amplas, como Física Moderna ou Estrutura da Matéria, em disciplinas específicas de Física de Partículas ou ainda as disciplinas de cunho pedagógico, que podem ajudar os alunos a refletirem a respeito de como esses tópicos podem ser levados para sala de aula de Ensino Médio, pois além de uma base teórica e conceitual dos tópicos de Física de Partículas, é essencial que os licenciandos reflitam a respeito de como esses conteúdos podem ser abordados, para que não seja repetido um molde de formação voltado a racionalidade técnica.

Além disso, são necessários estudos que investiguem a realidade da formação de professores em relação a esse tópico, pois com uma análise das ementas não é possível fornecer informações a respeito de como os tópicos de Física de Partículas estão sendo estudados na licenciatura, e se estão. Assim podese afirmar com mais clareza a respeito de como esses professores estão sendo preparados para o ensino desses tópicos.

## Referências

BARDIN, L. Análise de conteúdo . Lisboa: Edições 70, 1977.

SACRISTÁN, J. G. O currículo: uma reflexão sobre a prática . Trad. Ernani F. da Fonseca Rosa. Porto Alegre: Artmed, 2000.

MARTIN, G. F. S. M. A Física de Partículas Elementares nos cursos de Licenciatura em Física . 2005. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências e Educação Matemática) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina. 2005.

MONTEIRO, M. A., NARDI, R., BASTOS FILHO, J. B., Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio e a formação de professores: Desencontros com a

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ação comunicativa e a ação dialógica emancipatória, Revista Eletrônica de Investigação em Ciências 8 , (2012).

OLIVEIRA, F. F.; VIANNA, D. M.; GERBASSI. R. S. (2007). Física Moderna no ensino médio: o que dizem os professores. Revista Brasileira de Ensino de Física , 29(3), 447-454

OSTERMANN, F. Um texto para professores do ensino médio sobre partículas elementares. Revista Brasileira de Ensino de Física , São Paulo, v. 21, n. 3, p. 415-436, 1999.

PÉREZ, D. G.; SENENT, F.; SOLBES, J. Análisis crítico de la introducción a la Física Moderna em la enseñanza media . Enseñanza de las Ciencias , Rosario, p. 16-21, v. 2, n.1, set. 1988.

SIQUEIRA, M. R. P. Do Visível ao Indivisível: uma proposta de Física de Partículas Elementares para o Ensino Médio . São Paulo, p. 257, 2016, Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências) - Universidade de São Paulo.

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