Modern and contemporary physics teaching based on laboratory activities mediated by video-analysis-and-modelling software

Acompanha: (1) Material de apoio relacionado ao experimento da carga/massa do elétron: ensino de física moderna e contemporânea baseado em atividades de laboratório mediadas pela utilização de um software de análise e modelagem; (2) Material de apoio relacionado ao experimento da difração de elétrons: ensino de física moderna e contemporânea baseado em atividades de laboratório mediadas pela utilização de um software de análise e modelagem; (3) Material de apoio relacionado ao experimento de Millikan: ensino de física moderna e contemporânea baseado em atividades de laboratório mediadas pela utilização de um software de análise e modelagem.This work aims at the development of Open Educational Resources (OER) for the teaching of Modern Physics experiments, based on video-analysis. Modern Physics teaching strategies constitute an important theme amongst the physics education community, mainly due to the ubiquitous presence of Modern Physics in technologies that surround us. In fact, in their everyday life, teachers and students have wide access to technologies that allow them to establish connections between classroom contents and their applications. In this context, we highlight the use of computers and data analysis software, which bring about wide possibilities to overcome the monotony of science classes. Tracker is a software that constitutes an important video-analysis tool, which was developed for physics teaching based on video recording of experiments. It facilitates the design of laboratory and experimental activities, including data collection and graph preparation. Therefore, Tracker serves as a platform to integrate both Modern Physics teaching and technological tools in the classroom, bringing together two research pillars in Physics Education (Modern Physics and the use of Technology). The OER was developed in accordance to international trends in open source technologies, and it comprises videos related to three fundamental experiments in Modern Physics: Millikan’s oil drop experiment; electron charge-to-mass ratio experiment; and electron diffraction experiment. The videos were analyzed with Tracker and posted in the Internet, under a Creative Commons license. Detailed tutorials were also developed in order to facilitate in-classroom use of the materials. In addition, validation of the OER was also performed through questionnaires responded by teachers and students who used the developed material. Modern and contemporary physics teaching based on laboratory activities mediated by video analysis-and-modelling software.Este trabalho visa a utilizar a videoanálise para dar suporte a experimentos de Física Moderna, com a intenção de torná-los disponíveis à comunidade, por meio de um Recurso Educacional Aberto (REA). A Física Moderna e Contemporânea (FMC) está cada vez mais presente nas discussões referentes ao ensino de física, assim como nas tecnologias que nos rodeiam. Professores e estudantes, em geral, têm acesso a instrumentos que possibilitam interações entre os conteúdos vistos em sala de aula e sua contextualização ou utilização no dia-a-dia. Nesse contexto, destacam-se os computadores e softwares para análise e tratamento de dados, que trazem possibilidades de incrementar o interesse pelas aulas. O programa Tracker dá suporte à realização de experimentos de física através da gravação de vídeos. Assim, é possível conceber atividades experimentais, realizar medidas e obter dados e gráficos por meio do software, o que possibilita trabalhos que unem a física moderna aos instrumentos tecnológicos, em sala de aula, permitindo que esses dois eixos de pesquisa que estão em evidência cooperem para o processo de ensinoaprendizagem. Os REA desenvolvidos aproximam nosso trabalho de movimentos internacionais que visam a proporcionar o acesso, uso e reuso a materiais de ensino de qualidade, licenciados de maneira aberta. Para isso, foram produzidos vídeos associados a três experimentos fundamentais de Física Moderna: experimento da gota de óleo de Millikan; experimento de carga/massa do elétron; e experimento de difração de elétrons. Os vídeos foram analisados com o Tracker e postos na internet, à disposição da comunidade, sob uma licença Creative Commons. Foram elaborados tutoriais detalhados, para nortear o uso dos materiais em sala de aula, além de uma parte destinada a exploração pelos próprios estudantes, na forma de um “faça você mesmo”. Em complemento ao desenvolvimento do produto, também foi realizada pesquisa de validação do material, caracterizada pela aplicação de questionários para professores e estudantes. A análise das respostas e dos dados obtidos ocorreu de maneira qualitativa, de acordo com referenciais da área de Ensino