Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/11612/5519
Autor(a): Silva, João Marcos Costa da
Orientador: Lobo, Matheus Pereira
Título: Transposição didática da computação quântica:
Palavras-chave: Computação Quântica;Circuito Quântico;Teleporte Quântico;Metodologias Ativas;Quantum Computation;Quantum Circuit;Quantum Teleportation;Active Method-ologies.
Data do documento: 3-Ago-2023
Citação: SILVA, João Marcos Costa da. Transposição didática da computação quântica: estados emaranhados e teleporte quântico. 2022. 90 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, Universidade Federal do Tocantins, Araguaína, 2023
Resumo: Neste trabalho, desenvolvemos um white paper para auxiliar os estudantes a conhecer e manipular informações quânticas com a utilização de ferramentas matemáticas no contexto do Ensino Médio. Apresentamos uma análise do ensino de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Brasil e sua ausência no currículo proposto para o Ensino Médio. Discutimos sobre a teoria da Computação Quântica, em específico sobre portas lógicas e circuitos quânticos, com seu devido aparato matemático e conceitual. Abordamos estes conceitos empregando três metodologias ativas, são elas Aprender fazendo, Sequência de Ensino e Aprendizagem e Aprendizagem Baseada em Problema. Assim, unimos o conteúdo de Física Moderna e Contemporânea com as metodologias ativas e construímos um produto educacional que foi utilizado com estudantes do Ensino Médio. Também discutimos sobre a aplicação do produto educacional com a proposta pedagógica sugerida, de modo a almejar a aprendizagem significativa por parte dos alunos. Por fim, após a aplicação do produto educacional e da análise dos resultados obtidos, constatamos, por meio das resoluções desenvolvidas pelos alunos, que eles demonstraram interesse e habilidades (matemáticas e conceituais) necessárias para a compreensão dos conteúdos de FMC, fator que contribui, significativamente, para a formação científica dos estudantes.
Abstract: In this paper, we propose the development of a white paper to help students learn about and manipulate quantum information using mathematical tools in a high school context. We present an analysis of the teaching of Modern and Contemporary Physics (MCP) in Brazil and its absence in the curriculum proposed for high school. We discuss the theory of quantum computing, in particular about logic gates and quantum circuits, with the related mathematical and conceptual apparatus. We apply three active methods Learning by Doing, Teaching and Learning Sequence, and Problem-Based Learning. In this way, we have combined Modern and Contemporary Physics content with active methods and developed a pedagogical product that has been used with high school students. Also, we discuss the application of the teaching tool with the proposed peda- gogical proposal to achieve meaningful learning on the students behalf. Finally, after applying the educational product and analyzing the results obtained, we found, through the resolutions developed by the students, that they showed interest and skills (mathematical and conceptual) necessary for understanding the contents of MCP, a factor that contributes, significantly, for the scientific formation of the students.
URI: http://hdl.handle.net/11612/5519
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