PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia
Plano de Ensino de Disciplina FÍSICA MÉDICA E/OU LICENCIATURA EM FÍSICA 2011 DISCIPLINA : CÓDIGO : CARGA HORÁRIA SEMANAL : CARGA HORÁRIA SEMESTRAL: COORDENADOR (A) : PROFESSORES :
NOVAS TECNOLOGIAS PARA O ENSINO DE FÍSICA2 NTEF2
SÉRIE : 5º PERÍODO. 02 HORAS 36 HORAS MARISA ALMEIDA CAVALCANTE MARISA ALMEIDA CAVALCANTE
OBJETIVOS Utilizar o microcomputador como instrumento de simulação e aquisição automática. Desenvolver projetos que envolvam a modelagem computacional de sistemas físicos, bem como sistemas de aquisição e tratamento de dados, utilizando o micro-controlador Arduino e outros recursos de baixo custo.
PROCEDIMENTOS DE ENSINO O curso será desenvolvido por meio de:
Aulas expositivas, visando apresentação do Arduino, suas características e aplicações
Realizar experimentos em Laboratório real com o micro-controlador. O aluno efetua medidas e observações qualitativas, desenvolvendo os programas na plataforma Arduino de modo a compreender fenômenos físicos importantes e que compõem a grade curricular do Ensino Medio
Realizar experimentos em laboratórios virtuais, através de softwares de simulação e recursos de multimídia desenvolvidos pelo GoPEF (Grupo de Pesquisa da PUC/SP). Estes Softwares de simulação e material multimídia são elementos adicionais que, permitem uma maior compreensão dos fenômenos físicos.
Simulação de Experimentos em java , disponíveis em sites específicos da Internet. Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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Elaboração de relatórios dos experimentos virtuais e/ou reais realizados. Toda a análise dos resultados obtidos em laboratório será efetuada com auxílio de softwares aplicativos, tais como ; Lotus, Excel, Graphical Analysis, etc. O aluno receberá através do professor toda a orientação necessária para a utilização destes aplicativos em laboratório.
Discussões em grupo e estudo de textos e bibliografia em sala e fora dela. Resolução de atividades relacionadas às aulas expositivas.Utilização/indicação de vídeos relativos ao assunto em desenvolvimento.
Elaboração um projeto utilizando o micro-controlador para uso educacional.
Acompanhamento a distancia utilizando recursos disponíveis em um ambiente virtual de aprendizagem para compartilhamento e interatividade entre os participantes do curso no blog http://xviiisnefnovastecnologias.blogspot.com/
INSTRUMENTO E CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Os instrumentos serão os seguintes: 1. Atividades e ou Relatório e Projeto de um ou mais experimentos utilizando 2. Acompanhamento individual durante as aulas, envolvimento do aluno na realização das atividades propostas.
A nota de atividade para a disciplina será contituida de notas atribuidas a relatorios dos experimentos desenvolvidos em sala de aula e publicadas no blog da disciplina
A nota para o projeto será constituida de:
Nota para postagens no blog criado pela equipe para postagem de material referente ao projeto. Mblog Nota para a apresentação oral que se dará em 2 etapas: Etapa 1. Apresentação da proposta (AP1) Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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Etapa 2. Apresentação dos resultados obtidos e projeto final (APF) Nota para um artigo que deverá ser escrito pela equipe para posterior publixação em revista cientifica. PA Nota para um poster que deverá ser apresentado pela equipe na Semana academica (PP) Projeto = (Mblog + AP1+AP2+PA+PP)/5 Teremos ainda uma nota para relatorios parciais do projeto desenvolvido que chamaremos de RP , que corresponderá a uma documentação detlahada do projeto
Desse modo, temos: Média de atividade A1 (laboratório) = Média aritmética das atividades Ei, Ri e I.i
desenvolvidas no 1o. Semestre. A média final da disciplina será calculada da seguinte forma: MF= (projeto+A+RP)/3
RECURSOS NECESSÁRIOS
Equipamentos específicos associados a cada experimento em laboratório.
Projetor multimídia para apresentações dos tópicos e demonstração de softwares.
Alguns equipamentos experimentais para demonstrações.
Laboratório de informática com computadores ligados em rede e Internet
Laboratório disponível fora do horário de aula para o desenvolvimento de projetos.
Auxílio da Oficina dos laboratórios da PUC/SP para realização de projetos.
Pequenas verbas, da coordenação dos laboratórios, para a compra de materiais de pequeno porte para desenvolvimento de projetos.
Acervo da biblioteca.
EMENTA Aplicação e Desenvolvimento de recursos didáticos computacionais para o ensino de Física. Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Introdução e conceitos básicos de eletrônica
Sensores de temperatura, luz e distancia
A Linguagem de programação utilizada no Arduino
Uso da biblioteca padrão do Arduino
Aplicações em automação e robótica
BIBLIOGRAFIA Toda a bibliografia básica está fundamenta em artigos científicos. Seguem os artigos que serão utilizados 1. Montarroyos, E. e Magno, C. W. Rev Brás. Ens. Fis, 23, 1, 57 - 62 (2001). 2. Cavalcante, M. A. e Tavolaro, C.R.C. Física na Escola, 4, 29 - 30 (2003). 3. Aguiar, C.E. e Laudares, F. Rev Brás. Ens. Fis, 23, 4, 371-379 (2001) 4. Haag, R. Rev Brás. Ens. Fis, 23, 2, 176-183 (2001) 5. Magno, W. C. e Montarroyos,E. Rev Brás. Ens. Fis, 24, 4, 497- 499 (2002) 6. Cavalcante, M. A.; Silva E.; Prado, R. e Haag, R. Rev Brás. Ens. Fis 24, 2, 150-157 (2002). 7. W. M Gonçalves, A F Heinrich e J C Sartorelli, Rev Brás. Ens. Fis, 13, 63 (1991). 8. D. F de Souza, J. Sartori, T. Catunda e L. Nunes, Rev Brás. Ens. Fis, 17, 196 (1995). 9. D. F de Souza, J. Sartori, M J V Bell e L. A O Nunes Rev Brás. Ens. Fis, 20, 4, 413-422, (1998). 10. M A Cavalcante e C R Tavolaro Rev Brás. Ens. Fis, 22, 2, 247-258, (2000). 11. M A Cavalcante e C R Tavolaro Rev Brás. Ens. Fis, 22, 3, 421-425 (2000). 12. M A Cavalcante Rev Brás. Ens. Fis, 21,4, 550 (1999). 13. R O Ocaya Phys Educ 35, 267 (2000) 14. Haag,R.; Araújo,I.S. e Veit,E. A. A Física na Escola, 2, 1, 69-75 (2005) 15. Dantas,C.R e Germano,M.G .” A relação entre o uso das Tecnologias e a Aprendizagem Significativa no Ensino de Física”
Ata de resumo de trabalhos apresentado no XIX SNEF (2011)
http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0521-2.pdf 16. Pereira, M.M e Aguiar, C.E. “O COMPUTADOR COMO CRONÔMETRO” Ata de resumo de trabalhos
apresentado
no
XIX
SNEF,
(2011).
http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0044-1.pdf 17. Martins, A.Q; Garcia,N.M,D; Brito,G.S “O ENSINO DE FÍSICA E AS NOVAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO: UMA ANÁLISE DA PRODUÇÃO RECENTE” Ata de resumo de Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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trabalhos
apresentado
no
XIX
SNEF,
(2011).
http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0580-1.pdf 18. CAVALCANTE, M. A. BONIZZIA A, G, Pereira,L.C. “Aquisição de dados em laboratórios de física: um método simples, fácil e de baixo custo para experimentos em mecânica”. Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol. 30, No. 02, 2008, pp. 2501 19. CAVALCANTE, M. A.; BONIZZIA, A. G., Pereira.L.C. “O ensino e a aprendizagem de física no século XXI: sistema de aquisição de dados nas escolas brasileiras, uma possibilidade real”. Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol. 31, No. 04, 2009, pp. 4501. 20. SOUZA, A.R.; PAIXÃO,A.C.; UZÊDA,D.D; DIAS,M.A. ; DUARTE,S. E AMORIM,H.S.) “A placa Arduino: uma opção de baixo custo para experiências de física assistidas pelo PC “Revista Brasileira de Ensino de Física 33,1, 17021705 (2011)
Complementar CAVALCANTE, M.A.; TAVOLARO,C.R.C. “Experiências em Física Moderna.” Física na Escola Vol 6.no1, pp 75 a 82, 2005. CAVALCANTE M A; PIFFER A E NAKAMURA P. “O uso da internet na compreensão de temas de Física Moderna para o Ensino Médio” . Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol 23. N.o 1, pp 108 a 112, 2001. TERINI, R. A., CAVALCANTE, M. A., PAES, C. E. B., S. VICENTE, V. E. J., “Utilização de Métodos Computacionais no Ensino: a Experiência de Geiger e Marsden do Espalhamento de Partículas Alfa”, Caderno Catarinense de Ensino de Física, vol. 11, No.1, p. 33-42, 1994. Periódicos (entre outros): Physics Today e Scientific American – Recentes desenvolvimentos da Física Quântica. Revista Brasileira de Ensino de Física – Recentes desenvolvimentos no ensino de Física Moderna
Sites e Blogs na Internet:
http://xviiisnefnovastecnologias.blogspot.com/. Blog da Disciplina. Neste blog em que será postado todo o material de apoio, tais como simuladores, roteiros, apresentaçoes,
http://arduino.cc/: Site Oficial do Arduino
http://labduino.blogspot.com/: blog Labduino: Arduino Aplicado ao Ensino de Ciências
http://www.fisicamodernaexperimental.blogspot.com/ Blog do livro paradidático CAVALCANTE, M.A. & TAVOLARO, C.R.C., Física Moderna Experimental,2ª.edição revisada. Ed. Manole, SP, 2007
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum - material teórico em bom nível e ilustrado.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm : Esta página possibilita baixar os arquivos que contêm as simulações em java utilizadas nas atividades desenvolvidas no laboratório.
http://mesonpi.cat.cbpf.br/marisa : considerações sobre o uso de novas tecnologias no ensino de física.
http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/lab/lab.htm : simulações em java sobre experimentos de óptica física.
http://cref.if.ufrgs.br/ Centro de Referência para o Ensino de Física da UFRGS – pode-se realizar alguns experimentos de Física Moderna Remotamente.
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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CRONOGRAMA Dia
Conteúdo
03/08
Apresentação de programa e aula inicial com o Arduino. Primeiros passos na plataforma Arduino. Portas Digitais. Função Blink.
10/08
Comando via teclado e leitura porta analógica do Arduino Nota blog1
17/08
Alarme ótico – estudo da “Função tone” e “Função map”
24/08
Estudo da Função PWM
31/08
Apresentação da proposta de projeto (AP1)
07/09
Feriado
14/09
Ardulab e seu uso para experimentos com o Arduino e Desenvolvimento de atividades do Projeto ( Nota blog2)
21/09
Desenvolvimento de atividades do Projeto
28/09
Desenvolvimento de atividades do Projeto
05/10
Desenvolvimento de atividades do Projeto – Entrega do relatório parcial R1 - documentação do projeto. Versão impressa e arquivos correlacionados digitais na pasta do Windows live do grupo e entrega de Poster para apresentação na Semana acadêmica (arquivo digital) –(PP)
12/10
Feriado
19/10
Desenvolvimento de atividades do Projeto (Nota blog3)
29/10
Feriado
02/11
Finalização de projeto
09/11
Semana Academica
16/11
Apresentação final do projeto (AP2) – Entrega relatório Final R2 – Documentação do projeto
23/11
Entrega do artigo para avaliação do projeto (PA) (Nota blog4)
30/11
Correções para encaminhamento do artigo
07/12
Entrega final de notas
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br