Nome da Disciplina

Carga horária semanal

Ementa

1. Termodinâmica e Mecânica Estatística

(4 créditos, 60h)

Parte 1. Termodinâmica: calor, trabalho e energia interna; máquinas térmicas; entropia e segunda lei da termodinâmica; formulação de Gibbs da termodinâmica (equações de estado e potenciais termodinâmicos); estabilidade termodinâmica; aplicações.

Parte 2. Princípios da física estatística: entropia de Boltzmann e representação microcanônica (exemplos simples); representação canônica (exemplos: gás ideal monoatômico, sistemas de dois níveis, moléculas diatômicas, sólido de Einstein, radiação eletromagnética, paramagnetismo); representação grande canônica (férmions e bósons ideais; gás de fótons; metais e semicondutores; condensação de Bose-Einstein); modelo de Ising, gás de van der Waals; flutuações e movimento browniano.

2. Eletromagnetismo

(4 créditos, 60h)

Leis do eletromagnetismo. Campo elétrico e campo magnético no vácuo e na matéria. Equações de Maxwell e ondas eletromagnéticas. Eletromagnetismo e relatividade restrita.

3. Mecânica Quântica

(4 créditos, 60h)

Fundamentos conceituais e formais da Mecânica Quântica. Princípio da superposição. Estados e observáveis. Sistemas com variáveis bivalentes. Sistemas em uma dimensão. Sistemas em três dimensões (Átomo de hidrogênio, Momento angular). Emaranhamento, descoerência e informação quântica. Aplicações.

4. Física Contemporânea

(4 créditos, 60h)

Modelos atômicos de Dalton ao modelo atual; spin e ligações atômico-moleculares, princípio de complementaridade; princípio de incerteza; princípio de exclusão; vibração e rotação molecular; estatística de Fermi-Dirac e Bose-Einstein: superfluidez, supercondutividade, condensado de Bose-Einstein, laser. Noções de física nuclear: decaimento radioativo, modelos nucleares e aplicações.

5. Marcos no desenvolvimento da Física

(2 créditos, 30h)

Abordagem de tópicos da História e Epistemologia da Física à luz dos principais marcos da história da Física. Discussão de episódios concretos da história da física nos quais componentes de filosofia possam ser explorados ao lado de outras dimensões (conceituais, técnicas, sociais, econômicas, políticas) presentes naprodução do conhecimento em física.

Origens da mecânica – revolução copernicana; criação da termodinâmica; eletromagnetismo e conflito entre ação a distância e ação de continuidade; origens da relatividade restrita; origens da teoria quântica; Big Science e modelos de partículas elementares; física nuclear, bomba atômica e usos pacíficosda energia nuclear; modelos cosmológicos; desenvolvimento histórico dos modelos sobre a natureza da luz; origens da física do estado sólido, transistor e laser.

6. Fundamentos Teóricos em Ensino e Aprendizagem

(4 créditos, 60h)

Noções básicas de teorias de aprendizagem e ensino como sistema de referência para análise de questões relativas ao ensino da Física nos níveis médio e fundamental. Primeiras teorias behavioristas (Watson, Guthrie e Thorndike). O behaviorismo de Skinner. O neo-behaviorismo de Gagné. O cognitivismo de Piaget, Bruner, Vigotsky, Ausbel e Kelly. O humanismo de Rogers e Novak. A teoria dos modelos mentais de Johnson-Laird. A teoria dos campos conceituais de Vergnaud. As pedagogias de Freire.

7. Acompanhamento  da implementação do produto educacional

(2 créditos, 30h)

Esta disciplina corresponde à disciplina Estágio Supervisionado obrigatória nas diretrizes da CAPES para o Mestrado Profissional em Ensino. Trata-se, na prática, do acompanhamento do processo de implementação de estratégia didática que deve gerar o produto educacional do MNPEF. Esse acompanhamento deverá conter observações feitas pelo orientador durante uma ou mais etapas da referida implementação. A rigor, não é uma disciplina mas que para a grade curricular é equivalente a uma disciplina obrigatória de quatro créditos.

8. Atividades Computacionais para o Ensino Médio e Fundamental

(4 créditos, 60h)

Modelagem e simulação computacionais de eventos físicos. Aquisição e análise de dados em experimentos didáticos. Disponibilização e uso de materiais didáticos na rede. Estratégias de uso de recursos computacionais no Ensino de Física.

9. Atividades Experimentais para o Ensino Médio e Fundamental

(4 créditos, 60h)

O papel das atividades experimentais e do laboratório de ciências no processo de ensino e aprendizagem: aspectos conceituais e metodológicos. Os objetivos da atividade experimental e a sua implementação em espaços formais e não formais de aprendizagem. As diversas formas de atividades experimentais. A diferenciação entre atividades de laboratório reais e virtuais e o papel da modelagem. Coleta e análise de dados utilizando múltiplos recursos.

10. Processos e Sequências de Ensino e Aprendizagem em Física no Ensino Médio

(4 créditos, 60h)

Esta disciplina deverá ter um caráter aplicado, ou seja, seu foco será diretamente a sala de aula e termos do processo ensino-aprendizagem. Servirá para: a preparação de um tutorial a partir da identificação de dificuldades dos alunos na aprendizagem de um determinado tópico de Física Clássica ou Moderna e Contemporânea; a construção de uma sequência de ensino-aprendizagem (TLS – Teaching Learning Sequence); a elaboração de uma unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS).

11. Física no Ensino Fundamental em uma perspectiva multidisciplinar

(4 créditos, 60h)

Os Tópicos de Física deverão ser abordados relacionando seus conceitos e fenômenos com a Química, a Biologia e a Geociência para um trabalho multidisciplinar em Ciências da Natureza.

As transformações e as conservações; átomos e ligações químicas, características e constituição; astronomia e cosmologia; calor e temperatura; questões ambientais.