INVESTIGAÇÃO DOS CONCEITOS QUÂNTICOS DESENVOLVIDOS ATRAVÉS DE REPRESENTAÇÕES VIRTUAIS EM ENSINO DE FÍSICA

Resumo

Nessa investigação científica, a proposta tem fundamentação teórica nos
campos conceituais de Gérard Vergnaud. Segundo o autor, o conhecimento só
ocorre ao longo de um período de tempo, através de experiências, maturidade e
aprendizagem, vivenciados pelo próprio sujeito e, por isso, organizado em campos
conceituais. De acordo com esse referencial, o aprendizado ocorre quando se
adquirem, de forma integrada, representações, invariantes operatórios e situações
onde se apliquem o conceito. Por isso, o nosso objetivo de investigar principalmente
a aquisição simultânea de representações e invariantes operatórios, durante o uso
de simulações sobre o fenômeno da dualidade onda-partícula no experimento da
dupla fenda. Desta forma, destacamos quatro delas: a) Interpretação Ondulatória; b)
Interpretação de coletivos estatísticos (corpuscular); c) Interpretação da duplasolução;
e d) Interpretação da complementaridade. Desse modo, os experimentos
produzem resultados intrinsecamente diferentes se o seu “setup” se altera. Quando
há a possibilidade de dois caminhos para o objeto quântico, há o surgimento de um
padrão de interferência e a necessidade de se atribuir características ondulatórias ao
objeto quântico. Quando o setup se altera, para, por exemplo, permitir a detecção do
“caminho” percorrido pelo objeto quântico, não ocorre a interferência e o objeto
quântico se porta de forma corpuscular. Estes experimentos contemporâneos
permitem que o estudante tenha contato com situações que são estudadas na área
da mecânica quântica de forma bastante intuitiva. As simulações supracitadas irão,
portanto, serem utilizadas como experimentos virtuais por estudantes de nível médio
e expondo-lhes às situações em que, de acordo com a interpretação de Bohr, como
um objeto quântico pode ser interpretado, e, portanto determinar a formação do
conceito de dualidade onda-partícula. Durante todo o desenvolvimento da pesquisa,
teremos três focos: a) foco na representação (ondas ou corpúsculos); b) foco nos
invariantes (a simulação); e c) foco na situação (experimentos quânticos). O método
a ser utilizado será uma combinação de questões compostas de questões abertas
sobre situações-problemas (pré e pós-testes) utilizando-se o protocolo Think aloud.
Esperamos assim, com essa pesquisa, investigar o aprendizado nos moldes de
conceitos científicos e tornar a ferramenta um instrumento potencial na formação dos
estudantes, tanto do ensino médio ou universitário.