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APOIOS/PATROCÍNIOS
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As Oficinas do 28.º Encontro Ibérico Para o Ensino da Física destinam-se aos Professores do 3º Ciclo do Ensino Básico e Secundário. As oficinas funcionam em paralelo. Para efeitos de gestão das inscrições, cada professor deverá manifestar as suas preferências, atribuindo uma prioridade, numa escala de 1 a 5, às 10 oficinas oferecidas. A inscrição só é validada após pagamento da taxa de inscrição. As oficinas e minicursos têm número limite de participantes.
Oficina 1 – O Magnetismo Terrestre
Formador: Prof. Doutor Luís Matias
O Campo Magnético é um dos campos básicos abordados no ensino da Física no Ensino Básico e Secundário. O seu estudo tem duas características contraditórias. Por um lado, é extremamente fácil a realização em laboratório de atividades experimentais com materiais simples e imanes, demonstrando-se o efeito dum campo como uma “ação à distância”. Por outro lado, a compreensão da interação magnética é mais complexa que a dos outros campos por não se traduzir numa força central como a que resulta do campo gravitacional ou do campo elétrico. O planeta Terra tem um campo magnético próprio cujas propriedades permitem ilustrar e demonstrar as propriedades essenciais da Interação magnética, contribuindo ainda para a melhor compreensão da dinâmica da Terra. De facto, a tectónica de placas é hoje uma teoria conhecida por toda a sociedade como sendo o conceito agregador que permite interpretar o nosso planeta dinâmico, capaz de gerar vulcões, sismos e tsunamis destruidores. A vitória da tectónica de placas nos anos 60 do século passado deve muito ao magnetismo terrestre que forneceu e fornece ainda hoje, provas irrefutáveis da dinâmica planetária. Nesta ação o magnetismo terrestre será explorado em duas vertentes complementares. A primeira mais identificada com as propriedades do campo magnético terrestre e do magnetismo em geral enquanto que a segunda vertente explora o magnetismo e a sua relação com a teoria da tectónica de placas.
Oficina 2 - Exploração do e-lab na determinação da variação da força gravidade com a latitude.
Formador: Prof. Doutor Horácio Fernandes
Nesta oficina, iminentemente experimental, iremos determinar a aceleração local da gravidade com pêndulos graviticos distribuidos em várias latitudes e verificar quais as forças mais significativas que concorrem para ela. Será utilizado o e-lab (laboratório remoto do IST) e ferramentas de produtividade (solver e gráficos do MSExcel) como elementos didáticos da oficina.
Oficina 3 - Experiências com Arduino: sensores de passagem.
Formador: Prof. Doutor Luís Peralta
O Arduino foi desenvolvido inicialmente como uma ferramenta para profissionais com poucas qualificações em informática ou eletrónica. O seu fácil uso e baixo custo tornou-o rapidamente popular junto de várias camadas profissionais. O seu caráter open source levou a uma rápida disseminação, com o surgimento de várias placas genéricas a preços muito acessíveis. Este tipo de dispositivo é atualmente reconhecido como um valioso instrumento de ensino científico e tecnológico. O Arduino é uma interface eletrónica com um microcontrolador programável, com várias portas de entrada e saída analógicas e digitais. A programação do Arduino é feita em Wiring, uma linguagem derivada do C. A aplicação existe para diversos sistemas operativos. O utilizador tem ao seu dispor uma Interface Gráfica Integrada que permite o desenvolvimento do código e upload para o dispositivo. A conexão entre o computador pessoal e o Arduino é feita através de uma ligação USB. Dada a existência de centenas de exemplos disponíveis na Web o desenvolvimento de uma experiência de física controlada por Arduino é relativamente simples. Neste workshop iremos abordar a utilização do par LED infravermelho/Fotodíodo na construção de sensores de passagem. Como exemplo, o sistema será usado para a determinação do período de oscilação de um pêndulo simples.
Oficina 4 - Radiações Ionizantes – A problemática do Radão
Formador: Prof.ª Doutora Sandra Soares
O radão é o principal contribuinte para a exposição da população às radiações ionizantes, de origem natural e artificial. Este gás inodoro, incolor e insípido, é libertado do solo e resulta do decaimento do urânio que se encontra em algumas rochas, no solo e na água. Ao diluir-se na atmosfera é inofensivo, contudo, no interior das habitações pode atingir concentrações elevadas, daí a importância da sua monitorização. Sendo inerte praticamente todo o radão inalado é exalado, contudo, no ar, decai espontaneamente para radioisótopos de semivida curta, eletricamente carregados, que se podem ligar a pequenas partículas de poeira no ar interior. Estas partículas de poeira podem ser facilmente inaladas e podem aderir à mucosa do pulmão. Além disso, se o decaimento dos átomos de radão ocorrer no pulmão, os seus descendentes de meias vidas relativamente curtas, decaem emitindo partículas alfa que podem provocar danos nas células do trato respiratório. A exposição a radiações ionizantes não tem necessariamente que induzir neoplasias, mas se ela afetar o nosso ADN afeta a nossa constituição genética, daí que seja de extrema importância a monitorização e controlo do ar ambiente.A Diretiva Europeia 2013/59/EURATOM e que deverá ser transposta, por todos os Estados Membros, para a Legislação Nacional, relativa às normas de segurança básicas para a proteção da saúde dos trabalhadores e do público em geral contra os perigos resultantes das radiações ionizantes dá uma importância sem precedentes à exposição ao radão.Nesta Oficina, pretende-se promover a divulgação de um conjunto de conceitos e técnicas de medição de radão no ar e na água em ambientes controlados.
Oficina 5 - Internet das Coisas (IoT *Internet of Things*)
Formador: Prof. Doutor Nuno Garcia
A Oficina de Internet das Coisas (IoT *Internet of Things*) vai
permitir-lhe:
• Aprender o que é a Internet das Coisas e quais os fundamentos tecnológicos que a suportam
• Conhecer os diferentes tipos de soluções de Hardware e Software que existem para a IoT
• Identificar as oportunidades e as ameaças das soluções IoT, em particular os problemas de segurança
• Saber configurar uma solução para IoT usando o simulador Packet Tracer da Academia Cisco.
Oficina 6 - Medida da aceleração da gravidade g com um pêndulo gravítico e um microcomputador RPI
Formador: Prof. Doutor Fernando Barão
O aparecimento de microcomputadores de baixo custo como é o caso do Raspberry Pi (RPI) e da disponibilização da funcionalidade de leitura fácil de sinais através da sua interface GPIO, permitiu a multiplicação de pequenos projectos experimentais e de análise dados alargado a um público alvo já não tão especializado.
Adicionalmente, a utilização da linguagem de programação python e das múltiplas bibliotecas associadas, simplificou também muito os aspectos ligados ao desenvolvimento de aplicações para a leitura e a análise de sinais.
Neste workshop faremos uma introdução à montagem de um pêndulo simples, à construção de um detector de passagem (photogate) constituído pelo par LED infravermelho/Fotodíodo e à leitura dos sinais com auxílio da linguagem python gerados pelo fotodíodo e colectados na interface GPIO do RPI. Os sinais de tempo de passagem registados serão analisados e apresentados graficamente com auxílio de bibliotecas do python.
Oficina 7 – A voz, uma abordagem prática multidisciplinar
Formador: Prof.ª Doutora Filipa Lã
Conteúdos: Mecanismos da voz abordados numa perspectiva multidisciplinar, com recurso à Física, Biomédica e a técnicas vocais.
Metodologia: Abordagem da voz em três perspectivas: da cientifica, da comunicação e a da otimização do recurso vocal. Com recurso a conhecimentos da área da Física/Medicina/Biologia, da área das técnicas vocais e de técnicas de comunicação entre orador e audiência com recurso a exemplos práticos.
Oficina 8- Determinação de dose absorvida em radioterapia externa
Formador: Prof.ª Doutora Maria do Carmo Lopes
A radiação interatua com a matéria através de uma série de processos em que a energia é convertida e depositada. Dose absorvida é uma grandeza física que descreve quantitativamente o fenómeno físico do efeito da radiação ionizante sobre os tecidos biológicos. É uma grandeza derivada, no âmbito do Sistema Internacional de Unidades, e exprime-se em gray (Gy).
Em radioterapia, é precisamente o efeito da radiação sobre os tecidos biológicos – tumorais e normais – o fundamento terapêutico desta que é uma das principais abordagens no tratamento do cancro. As outras serão a cirurgia, a quimioterapia e novas terapias tais como a imunoterapia. Ou seja, em radioterapia, o médico radioncologista prescreve uma dada dose de radiação, para o tratamento de cada caso clínico previamente diagnosticado. Cabe ao físico médico saber determinar com elevada precisão a dose prescrita e garantir que ela é absorvida no volume tumoral, em cada caso.
É pois esta a motivação para o mini-curso, onde nos propomos fazer o percurso do processo de determinação de dose em radioterapia externa. Partiremos da caracterização do feixe de radiação produzido por um acelerador linear (equipamento convencional de radioterapia externa) e compreenderemos os diferentes passos envolvidos no objetivo último de garantir que 1 Gy tenha um significado preciso e inequívoco.
Oficina 9- O ensino da física centrado nos alunos: modelos científicos, modelos mentais e preconceções incorretas. Práticas em sala de aula dos Ensinos Básico e Secundário
Formador: Prof.ª Doutora Maria José BM de Almeida
Atualmente, para além dos conhecimentos base que conduzem às competências específicas disciplinares, a educação dos jovens alunos das Escolas Básicas e Secundárias deve focar-se no desenvolvimento de competências transversais importantes para o seu futuro profissional, mas também para a sua vida em sociedade como cidadãos num mundo pluricultural em forte desenvolvimento tecnológico. De entre estas podem destacar-se o processamento da informação com base em conhecimentos adquiridos, a comunicação de ideias, o desenvolvimento da metacognição e de capacidades reflexivas e a necessária fundamentação e implicações das tomadas de decisão.
Nesta oficina pedagógica abordam-se os conceitos fundamentais citados no título e a sua importância especial no ensino e aprendizagem da física nas escolas, bem como a sua aplicação no desenvolvimento das competências transversais indicadas. Comentam-se aplicações em sala de aula, nos primeiros contactos dos jovens alunos do 3º ciclo (idades 12 a 15 anos) com os professores que ensinam física nos 7º, 8º e 9º anos.
Curiosamente – ou não – as teorias de aprendizagem mencionam os 12 a 13 anos como início de desenvolvimento de estruturas mentais baseadas em conceitos abstratos. Neste contexto falar-se-á sobre as preconceções incorretas sobre temas de física. As propostas apresentadas aos docentes do 3º ciclo deverão ser a base para as propostas a desenvolver, em sequência, pelos docentes do Ensino Secundário.
Tentará praticar-se uma “formação centrada nos formandos” que nela colaboram e todas as atividades serão orientadas para um “desenvolvimento a partir do que os formandos já sabem”, e para “atuações definidas a partir das que os formandos já praticam” nas suas aulas.
Oficina 10 –Criação de Testes Formativos Online de Física
Formador: Prof. Doutor Manuel A. Salgueiro da Silva e Profª DoutoraTeresa Monteiro Seixas
A avaliação formativa permite ao professor monitorizar a aquisição de conhecimentos e capacidades, por parte dos estudantes, e fornecer feedback contextualmente apropriado aos mesmos. Quando realizada regularmente, serve também para manter os estudantes motivados para o estudo continuado durante todo o período letivo.
Em cursos de ciências e engenharia nos quais existe uma componente matemática importante, a avaliação completa dos resultados de aprendizagem não pode ser alcançada através de testes feitos exclusivamente de perguntas do tipo escolha múltipla. Isto é tão evidente quanto o facto de a resposta correta a uma questão de escolha múltipla constar do próprio enunciado. Por esta razão, os testes formativos online deverão incluir questões de outros tipos, de modo a aferir, tão fielmente quanto possível à avaliação tradicional, o método e raciocínio seguidos na resolução. Na sua configuração padrão, o sistema de gestão de aprendizagem Moodle (software livre) inclui um conjunto diversificado de tipos de perguntas que, quando adequadamente exploradas e adaptadas, constitui uma solução valiosa para a avaliação formativa em Física.
Com esta atividade pretende-se incentivar a utilização da plataforma Moodle para criação de testes formativos de Física. Para o efeito, serão abordados todos os tipos de questões disponíveis no Moodle, juntamente com os requisitos principais para a sua aplicação na avaliação formativa de Física.
Os participantes nesta atividade serão convidados a criar testes com questões sobre temas de Física lecionados na sua atividade docente.
1. Determinação de dose absorvida em radioterapia externa
Formador: Prof.ª Doutora Maria do Carmo Lopes
2. O ensino da física centrado nos alunos: modelos científicos, modelos mentais e preconceções incorretas. Práticas em sala de aula dos Ensinos Básico e Secundário
Formador: Prof.ª Doutora Maria José BM de Almeida