Câmara de Wilson eletrônica para o auxílio na aprendizagem de física moderna no ensino médio

The introduction of the Teaching of Modern and Contemporary Physics (MCP) in the curriculum of the middle school in Brazil evidenced the need to adapt the activities didacticpedagogical in the classroom, in order to reposition the cognitive and interpretative attitude of the student in a society where technology is an integral part of his daily. In this process of adequacy and implementation of this didactic transposition, teachers have been facing some epistemological obstacles and didactic difficulties. This present work had as objective the development of an Educational Instrument to help in the teaching-learning process of MCP, mainly those related to the topics of Structure of Matter, Radioactivity, Cosmic Rays and Elementary Particles. It follows an epistemological obstacle related to the phenomenology associated with the proposed contents, since they refer to structures and physical phenomena that are not easily and directly observable in the student's everyday life. In this sense, this present work proposes the construction of an Electronic Wilson Cloud Chamber, inspired by the Wilson Cloud Chamber and the Langsdorf s Diffusion Chamber, but using easily obtainable materials and that can be built without great difficulties by teacher. There are several tutorials for constructing them, but the main feature of such chambers is the formation of temperature gradient using solid carbon dioxide (dry ice). However, this product is not easily found, besides being highly sublimable, hindering their storage and large loss occurring overnight. The Electronic Chamber proposed here circumvents this problem by introducing the concept of electronic cooling by electronic solid state thermoelectric modules (Peltier effect), facilitating its transport and use in the classroom. The Educational Instrument shall then be presented to the students in a context of Education by Research or Investigative Methodology, given that many authors advocate the practical activity, laboratorial, the observation exercise and the investigative thinking as being valuable tools from didactic point of view.A introdução do Ensino de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no currículo do ensino médio no Brasil evidenciou a necessidade de adequar as atividades didático-pedagógicas em sala de aula, com o intuito de reposicionar a atitude cognitiva e interpretativa do aluno frente a uma sociedade em que a tecnologia é parte integrante de seu cotidiano. Neste processo de adequação e transposição didática, os docentes desta disciplina vêm faceando alguns obstáculos epistemológicos e dificuldades didáticas. O presente trabalho teve como objetivo a elaboração de um Instrumento Educacional auxiliar no processo ensino-aprendizagem de FMC, notadamente no que se refere aos tópicos Estrutura da Matéria, Radioatividade, Raios Cósmicos e Partículas Elementares. Decorre daí o obstáculo epistemológico relacionado à fenomenologia associada aos conteúdos propostos, uma vez que estes se referem a estruturas e fenômenos físicos que não são facilmente observáveis diretamente no cotidiano do aluno. Assim, o presente trabalho propõe a construção de uma Câmara de Wilson Eletrônica, inspirada na câmara de nuvens de Wilson e na câmara de difusão de Langsdorf, mas utilizando materiais de fácil aquisição e que pode ser construída sem grandes dificuldades pelo professor. Existem vários tutoriais para a construção das mesmas, mas a característica principal de tais câmaras é a formação de gradiente de temperatura utilizando dióxido de carbono sólido (gelo seco). Entretanto, este produto não é encontrado com facilidade, além de ser altamente sublimável, dificultando seu armazenamento e ocorrendo grande perda de um dia para outro. A câmara eletrônica aqui proposta contorna este problema, introduzindo o conceito de resfriamento por estado sólido eletrônico com módulos termoelétricos (efeito Peltier), facilitando seu transporte e uso em sala de aula. O Instrumento Educacional deverá então ser apresentado aos alunos num contexto de ensino por investigação ou metodologia investigativa, dado que vários autores defendem a atividade prática, laboratorial, o exercício de observação e o raciocínio investigativo como sendo estratégias valiosas do ponto de vista didático