PPG em Ensino de Física

Teses de Doutorado em Ensino de Física, em ordem cronológica

55 Daniel Santos Souza
A Interpretação Probabilística da Função de Onda: Potencialidades e Desafios no Ensino de Mecânica Quântica com Fontes Primárias
7/8/2026
Orientação: Dr. Nathan Willig Lima e Dr. Ricardo Avelar Satomaior Karam
Banca examinadora: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís - UFRGS/RS), Dra. Lívia Streit (IQ-UFRGS/RS), Dr. Franciano Scremin Puhales (UFSM/RS), Dr. Sérgio Eduardo Silva Duarte (CEFET/RJ), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís - UFRGS/RS), Presidente.

resumo
RESUMO
No ensino de Física, ainda são recorrentes abordagens que privilegiam a resolução de problemas idealizados, frequentemente desvinculada de discussões mais aprofundadas acerca dos conceitos físicos e de seu processo de desenvolvimento histórico. Em contraposição, concepções contemporâneas de ensino têm problematizado tais práticas, abrindo espaço para perspectivas que superem abordagens tecnicistas e promovam maior articulação entre formalismo, significado conceitual e contexto histórico. No âmbito específico da Mecânica Quântica, a compreensão da interpretação probabilística associada ao módulo ao quadrado da função de onda ainda é, em muitos casos, pouco explorada em sua dimensão conceitual e histórica, o que pode resultar em lacunas em seu entendimento. Com o objetivo de contribuir para essa discussão, este trabalho investiga o seguinte problema de pesquisa: como abordar o ensino da interpretação probabilística da função de onda com o auxílio de fontes primárias e secundárias, de modo a favorecer sua compreensão em seu contexto histórico? Para responder a essa questão, foram delineados três objetivos, desenvolvidos em três estudos articulados entre si. O primeiro estudo emprega a análise de conteúdo em Bardin, para examinar como a interpretação probabilística é apresentada em livros didáticos de Mecânica Quântica. Os resultados indicam que uma parcela significativa das obras analisadas não explicita os argumentos que fundamentam tal interpretação, enquanto outra parcela apresenta apenas aspectos parciais de um contexto mais amplo. O segundo estudo adota uma abordagem histórico-epistemológica, reconstruindo os principais elementos que contribuíram para a formulação da interpretação probabilística, com ênfase no trabalho original de Max Born sobre processos de colisão. Nesse percurso, são analisados os argumentos que articulam o formalismo matemático com os fundamentos conceituais da proposição do caráter probabilístico associado ao módulo ao quadrado da função de onda. O terceiro estudo, fundamentado nos resultados dos anteriores, desenvolve uma reflexão sistemática acerca de orientações que possam subsidiar a elaboração de propostas didáticas voltadas ao ensino da interpretação probabilística. Essa reflexão é construída em diálogo com a utilização de fontes primárias e secundárias e orientada pelo modelo de reconstrução educacional, o qual articula a análise epistemológica do conteúdo, a consideração dos processos de aprendizagem e a formulação de encaminhamentos didáticos. Nesse contexto, destaca-se a relevância de situar historicamente a emergência da interpretação probabilística e de conferir sentido ao formalismo quântico, de modo a promover uma aprendizagem que supere a simples manipulação técnica e se constitua como compreensão conceitual significativa. Conjuntamente, os três estudos buscam contribuir para uma abordagem do ensino da Mecânica Quântica que integre análise histórica, fundamentação conceitual e reflexão pedagógica, ampliando as possibilidades de compreensão da interpretação probabilística no contexto do ensino de física.

Palavras-chave: Interpretação Probabilística. Mecânica Quântica. Ensino de Física.

ABSTRACT
In Physics education, approaches that privilege the solution of idealized problems remain common, often disconnected from deeper discussions about physical concepts and their historical development. In contrast, contemporary perspectives on teaching have increasingly problematized such practices, opening space for approaches that move beyond technicist models and promote a stronger articulation between formalism, conceptual meaning, and historical context. In the specific domain of Quantum Mechanics, the understanding of the probabilistic interpretation associated with the squared modulus of the wave function is still, in many cases, insufficiently explored in its conceptual and historical dimensions, which may result in gaps in comprehension. To contribute to this discussion, the present work investigates the following research question: how can the teaching of the probabilistic interpretation of the wave function be approached with the support of primary and secondary sources so as to foster its understanding within its historical context? To address this question, three objectives were defined and developed through three interconnected studies. The first study employs Bardin’s content analysis methodology to examine how the probabilistic interpretation is presented in Quantum Mechanics textbooks. The results indicate that a significant portion of the analyzed works does not make explicit the arguments that substantiate this interpretation, while another portion presents only partial aspects of a broader conceptual framework. The second study adopts a historical-epistemological approach, reconstructing the main elements that contributed to the formulation of the probabilistic interpretation, with emphasis on Max Born’s original work on collision processes. In this reconstruction, the arguments that articulate mathematical formalism with the conceptual foundations underlying the probabilistic character associated with the squared modulus of the wave function are analyzed. The third study, grounded in the results of the previous ones, develops a systematic reflection on guidelines that may support the design of didactic proposals aimed at teaching probabilistic interpretation. This reflection is developed in dialogue with the use of primary and secondary sources and is guided by the Model of Educational Reconstruction, which articulates epistemological analysis of the content, considerations about learning processes, and the formulation of didactic pathways. In this context, particular emphasis is placed on situating historically the emergence of probabilistic interpretation and on conferring meaning to quantum formalism, to promote learning that goes beyond mere technical manipulation and becomes a form of meaningful conceptual understanding. Taken together, the three studies seek to contribute to the teaching of Quantum Mechanics that integrates historical analysis, conceptual grounding, and pedagogical reflection, thereby expanding the possibilities for understanding the probabilistic interpretation within the context of Physics education.

Keywords: Probabilistic Interpretation, Quantum Mechanics, Physics Education.

Será transmitido em: https://mconf.ufrgs.br/webconf/ppgenfis.

54 Jan Torres Lima
O Conhecimento Tecnológico Pedagógico de Conteúdo na perspectiva Crítica da Tecnologia – Uma proposta de formação de professores de Física
17/7/2026
Orientação: Dr. Dioni Paulo Pastorio
Banca examinadora: Dr. Jonathan Andrés Mosquera (Universidad Surcolombiana - USCO/Colômbia), Dra. Marcia Adelino da Silva Dias (UEPB/PB), Dr. Luciano Denardin de Oliveira (PUCRS/RS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís - UFRGS/RS), Dr. Dioni Paulo Pastorio (PPGEnFís - UFRGS/RS), Presidente.

resumo
RESUMO
A presença das tecnologias nas práticas pedagógicas busca, em certa medida, tornar as estratégias de ensino mais eficazes e eficientes, seja por meio da troca, seja pela construção de significados. Considerando as ideologias e os valores que sub jazem a esses recursos, torna-se fundamental revisar e refletir constantemente sobre suas formas de uso. Partindo do referencial do Conhecimento Pedagógico Tecnológico de Conteúdo (TPACK), temos como objetivo central, nesta tese, propor a ampliação desse referencial, defendendo que o conhecimento tecnológico docente deve transcender o domínio operacional dos recursos. Para alcançar esse objetivo, realizamos dois estudos. O primeiro consistiu em uma revisão sistemática da literatura, com o propósito de compreender como o referencial TPACK vem sendo utilizado no Ensino de Ciências. Adotamos como lentes teóricas os Modelos de Formação Docente e a Filosofia da Tecnologia, na perspectiva de Andrew Feenberg. Nossa análise confirmou que o TPACK tem sido utilizado principalmente na formação de professores, com propostas que apresentam predomínio de perspectivas racionalistas técnicas, ausência de discussões sobre visões tecnológicas e epistemológicas e falta de posicionamento claro quanto às perspectivas integrativa ou transformativa. A partir desses resultados, entendemos que a incorporação de elementos da Teoria Crítica da Tecnologia e do Modelo da Racionalidade Intelectual Crítica ao referencial TPACK pode estimular a integração tecnológica por meio da reflexão sobre os enviesamentos e as assimetrias de poder existentes nas tecnologias, possibilitando a ressignificação desses recursos nas práticas docentes. No segundo estudo, conduzimos um estudo de caso com o objetivo de compreender como uma proposta formativa, elaborada a partir do Ciclo de Reflexão Crítica e orientada por uma abordagem transformativa do TPACK, contribui para que seus participantes integrem tecnologias de modo crítico. Resumidamente, os principais resultados foram: i) a proposta promoveu a tomada de consciência acerca dos modos de planejar e integrar tecnologias, com influência mais decisiva sobre os conhecimentos em constituição do que sobre aqueles previamente estabilizados; ii) a incorporação de referenciais críticos da tecnologia tem potencial para promover atitudes de consciência no uso de recursos tecnológicos. Os resultados evidenciam que o modelo da racionalidade intelectual-crítica, a Filosofia da Tecnologia e a Teoria Crítica da Tecnologia ampliaram a função formativa do TPACK, ao incorporarem a reflexão sobre os usos, valores, limites, enviesamentos e implicações sociais das tecnologias, favorecendo processos de tomada de consciência nos licenciandos acerca da integração tecnológica nas práticas pedagógicas.

ABSTRACT
The presence of technologies in pedagogical practices seeks, to some extent, to make teaching strategies more effective and efficient, whether through exchange or through the construction of meanings. Considering the ideologies and values underlying these resources, it becomes essential to constantly review and reflect on their forms of use. Drawing on the framework of Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK), our central objective in this thesis is to propose an expansion of this framework, arguing that teachers’ technological knowledge should transcend the operational mastery of resources. To achieve this objective, we conducted two studies. The first consisted of a systematic literature review, with the purpose of understanding how the TPACK framework has been used in Science Education. We adopted Teacher Education Models and the Philosophy of Technology, from Andrew Feenberg’s perspective, as theoretical lenses. Our analysis confirmed that TPACK has been used mainly in teacher education, with proposals that predominantly present technical rationalist perspectives, an absence of discussions on technological and epistemological views, and a lack of clear positioning regarding integrative or transformative perspectives. Based on these results, we understand that incorporating elements of the Critical Theory of Technology and the Model of Critical Intellectual Rationality into the TPACK framework can foster technological integration through reflection on the biases and power asymmetries present in technologies, enabling the resignification of these resources in teaching practices. In the second study, we conducted a case study with the aim of understanding how a formative proposal, developed based on the Critical Reflection Cycle and guided by a transformative approach to TPACK, contributes to participants’ integration of technologies in a critical manner. In summary, the main results were: i) the proposal promoted awareness of ways of planning and integrating technologies, with a more decisive influence on knowledge under development than on previously stabilized knowledge; ii) the incorporation of critical technology frameworks has the potential to promote conscious attitudes in the use of technological resources. The results show that the model of critical intellectual rationality, the Philosophy of Technology, and the Critical Theory of Technology expanded the formative function of TPACK by incorporating reflection on the uses, values, limits, biases, and social implications of technologies, favoring processes of awareness among preservice teachers regarding technological integration in pedagogical practices.

Será transmitido em: https://mconf.ufrgs.br/webconf/ppgenfis

53 Eduardo Gois
Ciência e Política: Análise fílmica Cosmopolítica como um caminho para a Educação em Ciências.
26/6/2026
Orientação: Dr. Nathan Willig Lima e Dra. Andreia Guerra de Moraes
Banca examinadora: Dr. Henrique César da Silva (UFSC/SC), Dr. Fábio Augusto Rodrigues e Silva (UFOP/MG), Dr. Luiz Gustavo Franco Silveira (UFMG/MG), Dr. Tobias Espinosa de Oliveira (PPGEnFís - UFRGS/RS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís - UFRGS/RS), Presidente.

resumo
RESUMO
Esta tese é composta por uma coletânea de três artigos sobre a interrelação entre ciência e política e sobre como a Educação em Ciências pode tratar desse assunto. Deste modo, o objetivo geral é interpretar, à luz de perspectivas cosmopolíticas, como o uso da análise fílmica pode servir para a construção de reflexões que proponham diferentes direções para uma Educação em Ciências contemporânea. Com essa finalidade, no primeiro estudo, problematizamos a tensão entre autonomia epistêmica e confiança nos especialistas, partindo do tema das mutações climáticas. Abordamos, pelas lentes cosmopolíticas, que reconhecem a construção da realidade pelo entrelaçamento das dimensões epistêmicas e politicas, como dois documentários argumentam sobre esse tema. Um defende a existência do aquecimento global antropogênico, enquanto o outro nega. Ambos usam, porém, estratégias simétricas para convencer o público. A análise de um júri simulado realizado em uma disciplina de licenciatura em Física mostrou que os participantes deste estudo confiam na ciência para tomar suas decisões mesmo que defendam a autonomia epistêmica. A partir da análise do júri, propomos a criação de espaços interinstitucionais para gerir crises como a pandemia e as mutações climáticas e problematizamos como o ensino de conteúdos epistêmicos pode ser fundamental nesse cenário. Em seguida, o estudo dois, se conecta ao primeiro, ao identificarmos como diferentes discursos podem afetar as decisões das pessoas. Isso vai ao encontro daquilo que Latour advoga na cosmopolítica, se quisermos que as pessoas ajam em situações de crises, é preciso afetá-las, persuadí-las. Então, procuramos quais as fontes de discursos que poderiam afetar a opinião das pessoas sobre a confiança na ciência, visto que isso depende da forma como elas encaram a relação entre ciência e política. Partindo dessa premissa, escolhemos os filmes. A literatura da área vem mostrando que tais obras podem ser um dos fatores que afetam a opinião das pessoas sobre a prática científica. Assim, analisamos a relação entre ciência e política mostrada pelo filme Não olhe para cima (Don’t look up) da Netflix.Esse é um dos filmes mais assistidos da plataforma e toca diretamente nesse tema. Para tanto, articulamos conceitos cosmopolíticos com os de análise fílmica culminando em uma análise cosmofílmica. Os resultados nos mostraram que o filme é ambíguo em seus compromissos filosóficos. Ora advoga para uma ciência absolutista, ora para uma ciência com traços cosmopolíticos. A partir disso, consideramos essas reflexões como um recurso para ações didáticas. O terceiro estudo, de caráter exploratório, reflete sobre as potencialidades e limitações de uma proposta didática cosmopolítica, que foi construída com recursos advindos do estudo dois. Para isso, usamos uma análise quali-quantitativa para identificar hipóteses e perguntas que abram caminhos para pesquisas na área de uma pedagogia cosmopolítica. Os resultados mostraram que os alunos tiveram avanços em relação a um nível cosmopolítico, mas que podem ser instáveis. Isso abre caminho para futuras investigações, como por exemplo, quais outras propostas didáticas devem ser feitas, e por quanto tempo, para que esses resultados se tornem estáveis.

Palavras-chave: Ciência e política, discursos relativistas, filosofia da ciência, confiança na ciência.

ABSTRACT
This thesis consists of a collection of three articles regarding the interrelationship between science and politics and how Science Education can address this subject. Thus, the general objective is to interpret, through cosmopolitical perspectives, how the use of film analysis can serve to construct reflections that propose different directions for contemporary Science Education. In the first study, we problematize the tension between epistemic autonomy and trust in experts, starting from the theme of climate change. Through cosmopolitical lenses which recognize the construction of reality through the intertwining of epistemic and political dimensions we approach how two documentaries argue about this topic. One defends the existence of anthropogenic global warming, while the other denies it. Both, however, use symmetrical strategies to convince the audience. The analysis of a mock jury conducted in a Physics undergraduate teaching degree course showed that participants trust science to make decisions, even while defending epistemic autonomy. Based on the jury analysis, we propose the creation of inter-institutional spaces to manage crises such as the pandemic and climate change, and we problematize how the teaching of epistemic content can be fundamental in this scenario. The second study connects to the first by identifying how differentdiscourses can affect people's decisions. This aligns with what Latour advocates in cosmopolitics: if we want people to act in crisis situations, it is necessary to affect and persuade them. Therefore, we sought the sources of discourse that could affect people's opinions regarding trust in science, given that this depends on how they view the relationship between science and politics. Based on this premise, we chose films. Literature in the field has shown that such works can be a factor affecting public opinion on scientific practice. Thus, we analyzed the relationship between science and politics depicted in the Netflix film Don't Look Up. As one of the platform's most-watched films, it touches directly on this theme. To do so, we articulated cosmopolitical concepts with film analysis, culminating in a cosmo-film analysis. The results showed that the film is ambiguous in its philosophical commitments: at times advocating for an absolutist science, at others for a science with cosmopolitical traits. Consequently, we consider these reflections as a resource for didactic actions. The third study, exploratory in nature, reflects on the potentials and limitations of a cosmopolitical didactic proposal constructed using resources from the second study. We utilized a qualitative-quantitative analysis to identify hypotheses and questions that open pathways for research in the field of cosmopolitical pedagogy. The results showed that students made progress regarding a cosmopolitical level, though these gains may be unstable. This paves the way for future investigations, such as determining which other didactic proposals should be implemented, and for how long, to ensure these results become stable.

Keywords: Science and politics, relativist discourses, Philosophy of Science, Trust in science.

Será transmitido em: https://mconf.ufrgs.br/webconf/ppgenfis

52 Felippe Santos Percheron
Inovações Didáticas e o processo de (Re)Invenção de Organizações Didáticas: uma proposta teórico-metodológica a partir da Teoria Antropológica do Didático.
2/6/2026
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Tobias Espinosa de Oliveira
Banca examinadora: Dra. Marianna Bosch Casabo (Universidad de Barcelona), Dr. Mauricio Pietrocola Pinto de Oliveira (USP/SP), Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (UCS/RS), Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís - UFRGS/RS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís - UFRGS/RS), Presidente.