00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/9051
Tipo: Dissertação
Título: Uma proposta de sequência didática para o ensino da física de materiais semicondutores
Título(s) alternativo(s): A teaching sequence proposal for the teaching of semiconductor materials physics
Autor(es): Siqueira, Kleber Saldanha de
Primeiro Orientador: Pereira, Maria Socorro Seixas
metadata.dc.contributor.referee1: Dias, Wandearley da Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Tiago Gonçalves
Resumo: O domínio da física do estado sólido permitiu o desenvolvimento dos principais campos da pesquisa aplicada levando ao surgimento de componentes eletrônicos cada vez mais eficientes e sofisticados. Neste contexto, os materiais semicondutores representam uma das maiores revoluções tecnológicas do último século, impactando a sociedade, massificando as tecnologias de automação, controle, informação e comunicação, hoje indispensáveis ao ser humano. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo desenvolver a física dos materiais semicondutores por meio da construção de cinco circuitos eletrônicos práticos, permitindo ao estudante relacionar as diversas propriedades físicas destes materiais com suas aplicações, levando-o a perceber seu impacto tecnológico e as principais diferenças entre componentes ativos e passivos. São apresentados o diodo clássico e o transistor, ambos analisados do ponto de vista eletrodinâmico com ênfase na teoria de bandas eletrônicas. Para tal finalidade, foi elaborada uma sequência didática composta de seis aulas baseadas em atividades experimentais de modo que a teoria desenvolvida está constantemente ligada ao fazer experimental, fortalecendo o dialogismo por meio do sociointeracionismo vygotskiano, rompendo com a prática meramente expositiva. Nas duas últimas aulas é proposta a construção de um circuito medidor de nível de água com o objetivo estratégico de integralizar os conceitos desenvolvidos nas aulas anteriores, levando o estudante a compreender sua própria trajetória de aprendizado. Durante a aplicação da sequência didática foram fornecidos kits com materiais para os estudantes inicialmente divididos em quatro grupos contendo ferramentas manuais simples, resistores, capacitores, leds, diodos e transistores. Durante as aulas os estudantes foram avaliados por meio da interpretação funcional dos circuitos propostos permitindo verificar o desenvolvimento de habilidades e competências próprias deste campo de estudo. Para a análise da aplicação do produto educacional foram aplicados um questionário sociopedagógico, com objetivo de caracterizar o público alvo do trabalho, uma avaliação de conhecimentos prévios, com o objetivo de analisar os subsunçores básicos dos estudantes para o estudo do tema, considerando a teoria da retenção significativa do conhecimento proposta por David Ausubel, o estudo do desempenho dos estudantes durante as atividades experimentais e uma avaliação de conhecimentos adquiridos, cujo objetivo é verificar o aprendizado dos estudantes e a viabilidade pedagógica do produto educacional. Ao final deste trabalho é demonstrado que o método de transposição didática baseado na construção e análise de circuitos eletrônicos torna possível o ensino da física dos materiais semicondutores no Ensino Médio levando ao aprendizado substantivo deste tema.
Abstract: The domain of solid state physics allowed the development of the main fields of Applied research, leading to the emergence of increasingly efficient and sophisticated electronic components. In this context, semiconductor materials represent one of the greatest technological revolutions of the last century, impacting society, massifying automation, control, information and communication technologies, which are indispensable to human beings today. Thus, this work aims to develop the physics of semiconductor materials through the construction of five practical electronic circuits, allowing the student to relate the various physical properties of these materials with their applications, making them realize their technological impact and the main differences between active and passive components. The classical diode and the transistor are presented, both analyzed from an electrodynamic point of view, with an emphasis on the theory of electronic bands. For this purpose, a didactic sequence was created, consisting of six classes based on experimental activities, so that the theory developed is constantly linked to experimental work, strengthening dialogism through Vygotskian social interactionism, breaking with merely expository practice. In the last two classes, the construction of a water level measuring circuit is proposed with the strategic objective of integrating the concepts developed in the previous classes, leading the student to understand his own learning trajectory.During the application of the didactic sequence, kits with materials were provided to the students, initially divided into four groups containing simple hand tools, resistors, capacitors, LEDs, diodes and transistors. During classes, students were evaluated through the functional interpretation of the proposed circuits, allowing to verify the development of skills and competences specific to this field of study. To analyze the application of the educational product, a socio-pedagogical questionnaire was applied, in order to characterize the target audience of the work, an assessment of prior knowledge, in order to analyze the basic subsumers of students for the study of the topic, considering the theory of significant retention of knowledge proposed by David Ausubel, the study of student performance during experimental activities and an assessment of acquired knowledge, whose objective is to verify student learning and the pedagogical feasibility of the educational product. At the end of this work, it is demonstrated that the didactic transposition method based on the construction and analysis of electronic circuits makes it possible to teach the physics of semiconductor materials in high school, leading to the substantive learning of this topic.
Palavras-chave: Circuitos elétricos – Análise
Sociointeracionismo
Sequência didática
Eletrodinâmica
Experimentação
Electric circuits - Analysis
Sociointeractionism
Didactic sequence
Electrodynamics
Experimentation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Mestrado Profissional em Ensino de Física em Rede Nacional
Citação: SIQUEIRA, Kleber Saldanha de. Uma proposta de sequência didática para o ensino da física de materiais semicondutores. 2022. 281f. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) – Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/9051
Data do documento: 10-mar-2022
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