ABORDAGEM CTS NO ENSINO DE TERMODINÂMICA: MOBILIDADE URBANA E DEGRADACÃO DA ENERGIA

## ABORDAGEM CTS NO ENSINO DE TERMODINÂMICA: MOBILIDADE URBANA E DEGRADACÃO DA ENERGIA

## STS APROACH IN THERMODINAMIC TEACHING: URBAN MOBILITY AND ENERGY DEGRADATION

## Adelson Fernandes Moreira 1 , Sidney Maia Araújo , Alfredo Melk 2 3

1 CEFET-MG/Coordenação de Ciências/ adelson@deii.cefetmg.br

2 CEFET-MG/Coordenação de Ciências/ sidney@deii.cefetmg.br

3 CEFET-MG/Coordenação de Ciências/ alfmelk@deii.cefetmg.br

## Resumo

Relatamos a implementação de uma sequência de ensino de Física cujo objetivo foi desenvolver com os estudantes uma cultura de participação no debate de questões ligadas às nossas vidas, por meio de um diálogo entre a Ciência e outros campos de conhecimento e prática. Buscamos responder às seguintes questões de pesquisa: Que ações de linguagem foram concretizadas pelos estudantes na leitura de reportagens sobre o tema mobilidade urbana? Que relações são estabelecidas com seus contextos de vida e como aspectos das leis da termodinâmica foram objetivados nessas ações de linguagem? Produzimos e utilizamos uma planilha de identificação de ações de linguagem, referenciada em estudos sobre práticas de leitura, para analisar a produção escrita dos estudantes. A identificação e quantificação das ações de linguagem foram tomadas como indicadores das possibilidades e limites da sequência de ensino desenvolvida. Por um lado, ela proporcionou um diálogo com os contextos de vida dos alunos, evidenciado pelo nível de apropriação dos conteúdos das reportagens estudadas e por sua repercussão em debate realizado sobre o tema. Por outro lado, não foi explicitada uma articulação entre conteúdos da termodinâmica com implicações sociais do uso intensivo de motores de combustão nos sistemas de transporte. Na medida em que, na implementação da sequência de ensino, passamos a utilizar o livro didático como principal recurso mediacional, ocorreu um afastamento do enfoque inicialmente proposto. Estabeleceu-se uma descontinuidade e, portanto, a possível não efetivação da integração buscada entre Ciência, Tecnologia e Sociedade. Esse resultado demanda uma reflexão sobre as tensões que uma abordagem CTS promove na cultura escolar vigente.

Palavras-chave : Ciência, Tecnologia e Sociedade, Mobilidade Urbana, Degradação da Energia.

## Abstract

It's related the implementation of a physics teaching sequence whose objective was develop with students a culture of involvement in debate about questions relative to our lives, through a dialogue between Science and other knowledge and practice fields. We tried to answer the following research questions: what language actions are achieved by students reading about urban mobility theme? What relations are stablished with students life contexts and how thermodinamic laws issues are objectified in these language actions? We produced a

language actions identification table, referenced in studies about reading practices. It's reponsability of any teacher, even he is not a language teacher, form competent readers. This table was apllied to analysing students written productions. Language actions identification and quantification were treated as possibility and limit indicators of teaching sequence realized. The teaching sequence provided dialogue with students life contexts, made evident by student using of paraphrases and proper utterances to refer to their magazine reports readings and considering their influence in debate about urban mobility theme. In a different way, the relation between thermodinamic contents and social implications of intensive internal combustion engine use in transport sistems was not detached. The progressive use of a didatic manual, as the most important mediational resource, resulted in deviation from initial approach. A discontinuity was stablished and, possibly, it was constructed a weak integration between Science, Technology and Society.This result asks for a reflexion about tensions produced by STS approach and strategies to support actions that overcome obstacles placed by current school culture.

Keywords : Science, Technology and Society, Urban Mobility, Energy Degradation

## 1. Introdução

Relatamos o desenvolvimento de uma sequencia de ensino cujos objetivos foram ensinar conteúdos de termodinâmica por meio de aproximações com temas relacionados à vida dos estudantes, e desenvolver nos estudantes uma cultura de participação no debate de questões ligadas à melhoria da qualidade de vida e a uma sociedade sustentável.

Na etapa de avaliação da produção escrita dos alunos, durante o desenvolvimento da sequência de ensino, buscamos responder às seguintes questões de pesquisa: Que ações de linguagem são concretizadas pelos estudantes na leitura de reportagens sobre o tema mobilidade urbana? Que relações são estabelecidas com seus contextos de vida e como aspectos das leis da termodinâmica foram objetivados nessas ações de linguagem? Para responder a essas questões foi elaborada uma planilha de análise da produção escrita dos alunos referenciada na discussão sobre práticas de leitura, proposta por Paula e Lima (2010).

Na segunda seção deste artigo, apresentamos um diálogo com a literatura sobre Ciência, Tecnologia e Sociedade, destacando contribuições que orientaram a proposição da sequência de ensino, cuja implementação está relatada na terceira seção. Na quarta seção, descrevemos os procedimentos de elaboração e aplicação da planilha de análise da produção escrita dos alunos. Os resultados obtidos são mostrados na quinta seção. Na sexta seção, apresentamos nossas considerações finais, refletindo sobre dificuldades encontradas na concretização de práticas educativas orientadas por finalidades não alinhadas com um ensino propedêutico.

## 2. Ciência, Tecnologia e Sociedade na Educação em Ciências

A sequência de ensino, em que ocorreu a investigação, se situa na vertente do movimento CTS que inclui temas sociais no desenvolvimento curricular, com o propósito de, ao evidenciar as relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade, desenvolver nos estudantes atitudes de tomada de decisão (Auler, 2002).

Consideramos que o desenvolvimento de atitudes de tomada de decisão passa por criar espaços para debates sobre implicações sociais da Ciência e da Tecnologia, no ambiente escolar. Acreditamos que na medida em que a escola proporcione esse tipo de discussão, ampliamos as possibilidades de que os estudantes, no exercício de sua cidadania possam, ao longo de suas vidas, reivindicar e participar de espaços de controle social da produção e usos do conhecimento científico e tecnológico.

A abordagem temática proposta se inspirou também em FREIRE (1987), na medida em que buscou explorar o tema em sua dimensão geradora e na sua densidade de significação. A dimensão geradora se expressa nas contradições e questões emergentes do tema, que demandam reflexão e debate, esforço de compreensão da realidade. A densidade de significação implica articular o que se aprende com os contextos de vida e, na leitura do mundo, desenvolver atitudes de compreensão e ação sobre a realidade.

Buscamos, portanto, criar ambientes de aprendizagem que ultrapassem uma 'epistemologia internalista', centrada apenas nos conteúdos e processos da Ciência (Auler et al, 2005; Cachapuz 1999). Significa um esforço de superação do reducionismo conceitual, ao se objetivar a devida articulação entre as dimensões conceitual, procedimental e axiológica dos conteúdos de ciências (Gil-Pérez et al, 2003), orientada por uma compreensão crítica sobre as interações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade.

## 3. A sequência de ensino

Foi desenvolvida em quatro turmas de segundo ano da educação profissional técnica de nível médio, do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG). O tema Modelos de Transporte foi selecionado tomando como situação-problema a mobilidade urbana e a necessidade de se apontar alternativas para a circulação de veículos e pessoas em grandes centros urbanos.

Do ponto de vista metodológico, esse tema foi desenvolvido tendo como referência a dinâmica dos três momentos pedagógicos: problematização inicial, organização do conhecimento, aplicação do conhecimento (Delizoicov, 1991). A sequência de ensino se concretizou a partir de uma reaplicação do roteiro apresentado por Auler et. al. (2005), com algumas adaptações e acréscimos.

Ela se estruturou a partir do motor de combustão como objeto tecnológico. A discussão sobre os processos físicos relacionados à estrutura e funcionamento do motor proporcionou um diálogo entre Ciência e Tecnologia e a abertura de uma discussão sobre as implicações do uso intensivo dessa tecnologia no transporte. A sequência foi concluída com uma discussão sobre mobilidade urbana e modelos de transporte, utilizando reportagens publicadas pela revista Carta Capital (MARTINS, 2010; 2011). No desenvolvimento da sequência de ensino, materiais produzidos pelo Grupo de Reelaboração de Ensino de Física (GREF, 1991; 1998) foram utilizados, inicialmente, como importantes referências para o preparo e desenvolvimento das aulas.

A implementação da sequência encontrou dificuldades. O equilíbrio buscado entre as dimensões conceitual, procedimental e axiológica não se concretizou. De uma busca em utilizar diferentes fontes de informação, fomos paulatinamente conduzidos à linearidade do índice do livro didático adotado. O livro didático, com

apoio claro dos alunos, voltou a ser a principal fonte de apoio ao ensino. A temática das implicações sociais sobre o uso da tecnologia dos motores de combustão foi ficando cada vez mais distante, na medida em que o curso foi sendo desenvolvido de forma mais referenciada no livro didático.

Mantivemos, todavia, na conclusão do desenvolvimento da sequência de ensino, a proposta de discutir criticamente a utilização do motor de combustão como solução tecnológica para as necessidades humanas de transporte, buscando uma aproximação entre Ciência, Tecnologia e suas implicações sociais. Isto se realizou por meio da discussão de um texto sobre Segunda Lei da Termodinâmica, da proposição de uma atividade extraclasse a partir do contexto criado com a discussão do texto, e da realização de um debate sobre mobilidade urbana.

O texto destacou a degradação da energia e a assimetria imposta pela Segunda Lei da Termodinâmica aos processos de conversão de energia. Na problematização inicial, foi explorada a diferença entre os impactos sócio-ambientais proporcionados pelos transportes coletivos e particulares. Essa diferença foi retomada e, na apresentação da Segunda Lei da Termodinâmica, foi proposta uma discussão crítica sobre a utilização de tecnologias cuja fonte primária é a energia térmica liberada na combustão, especialmente o predomínio do uso do transporte particular nos grandes centros urbanos, com todas as suas conseqüências do ponto de vista ambiental e da mobilidade.

## 3.1 Leitura de reportagens como ação de linguagem

Uma atividade extraclasse foi realizada em grupos de 4 a 6 participantes, durante três semanas. O tema era Políticas Públicas e Mobilidade Urbana e, seu objetivo, preparar para a realização de um debate, explicitando posicionamentos e buscando identificar formas de influenciar no encaminhamento de políticas sobre o tema. As ações propostas consistiam em: leitura de duas reportagens (MARTINS, 2010; 2011); produção escrita de um diagnóstico com base em orientações de leitura propostas pelo professor e elaboração de cinco questões, cada uma delas com o posicionamento do grupo, para debate com a classe, compartilhando as leituras, reflexões e discussões realizadas em grupo.

A reportagem 1 (MARTINS, 2010) fazia um diagnóstico do problema da mobilidade nos grandes centros urbanos e possíveis soluções, retratando as visões de diferentes especialistas, representantes de movimentos sociais e gestores de políticas públicas. A reportagem 2 (MARTINS, 2011), retomando a visão predominante na reportagem 1, fazia duras críticas à política de mobilidade urbana implementada na cidade de São Paulo, compreendida como privilegiando a mobilidade do transporte particular, em detrimento do público. Ao final apresentava depoimentos de leitores, postados eletronicamente, que também deveriam ser lidos e agrupados pelos alunos.

As orientações de leitura objetivaram instigar os alunos a produzirem textos e questões que fossem além de uma repetição literal do que estava escrito nas reportagens. Concordamos com Paula e Lima (2010) de que é tarefa de qualquer professor, mesmo que ele não seja de língua portuguesa, a formação de bons leitores. Isso implica em propor estratégias de leitura que estimulem os estudantes a se apropriarem do conteúdo do texto lido e serem capazes de fazer perguntas ao texto, buscando identificar lacunas e aquilo que o texto não diz, mas que se refere ao tema nele abordado.

Nas orientações de leitura, propusemos ações que levassem os alunos a produzirem textos por meio de paráfrases e palavras próprias. Paráfrase e palavra própria, assim como a reprodução literal de um texto lido traduzem uma concepção que compreende

- (...) a leitura como uma ação de linguagem no interior da qual ocorre um complexo processo de produção de sentidos, determinado pelos aspectos histórico-sociais nos quais o texto, seu autor e seu leitor encontram-se situados. (Paula e Lima, 2010, p. 432). 1

A palavra própria significa tornar própria a palavra do outro.

Partindo de um referencial bakhtiniano, consideramos uma enunciação como palavra própria quando o enunciador se esquece da origem das ideias e pontos de vista implicados em sua fala (Paula e Lima, 2010, p. 446).

No caso da palavra própria, ao tornar própria a palavra do outro, o leitor ou interlocutor esquece-se da origem dessa palavra, que passa a ser sua. A diferença entre paráfrase e palavra própria

(...) advém da identificação da primeira com o conceito de palavra citada, isto é, com a demanda apresentada àquele que irá responder à questão de dizer o que o outro (o texto) supostamente diz, sem esquecer, desse modo, da origem desse dizer (Paula e Lima, 2010, p. 447).

Na resposta a uma questão ou orientação de leitura, a diferença entre a reprodução literal do texto lido e a paráfrase decorre

- (...) da identificação da primeira com ações de linguagem limitadas a uma reprodução mais ou menos literal de informações contidas no texto, e da exigência implicada na segunda de que o sujeito sintetize ou reorganize informações do texto ao responder a questão (Paula e Lima, 2010, p. 447).

## 3.2 O debate sobre Políticas Públicas e Mobilidade Urbana

A participação dos alunos no debate foi intensa, e sua mediação pelo professor foi um grande desafio, de forma a proporcionar a participação de trinta e cinco estudantes, que tinham, sem exceção, algo a dizer sobre o tema. As intervenções dos alunos no debate foram críticas, abrangentes, bem articuladas. Expressaram visões que pensam o coletivo e não apenas a dimensão individual. O debate foi rico de idéias e posicionamentos, ofereceu diferentes instrumentos para compreender o tema, que se revelou bastante complexo. Cada alternativa apresentada para melhorar a mobilidade urbana era contraposta a um conjunto de variáveis e dificuldades que relativizavam a possível solução trazida por ela.

## 4. O instrumento de análise da produção escrita dos alunos

Os critérios utilizados em uma primeira avaliação da produção escrita dos alunos foram expressos em ações de linguagem e geraram uma planilha (quadro 1), utilizada para responder às questões de pesquisa.

QUADRO 1 - Planilha de análise da produção escritas dos alunos

As ações de linguagem 1, 7, 8, 9, 11 e 12 foram quantificadas por uma escala de três pontos - baixo (1), médio (2), alto (3). As ações de linguagem 2, 6 e 10 foram caracterizadas pela escolha de uma das formas de expressão - reprodução literal (RL); paráfrase (PR), palavra própria (PP) -como predominante nos enunciados escritos. Os tipos de questões elaboradas, diferenciados nos itens 3, 4 e 5 foram quantificados pelo número de vezes em que apareceram.

Em uma primeira etapa, a planilha foi aplicada, conjuntamente, por três professores que fizeram a análise da produção escrita de um grupo de alunos. Nessa aplicação conjunta foi avaliada a possibilidade de identificar as ações de linguagem apresentadas na planilha, assim como seu potencial como instrumento de levantamento e análise de dados, que proporcionasse respostas às questões de pesquisa. Essa aplicação conjunta objetivou também tornar mais homogênea a caracterização das ações de linguagem, uma vez que, em um segundo momento, a análise seria feita individualmente.

Para testar o instrumento, foram então escolhidas, aleatoriamente, as produções de oito grupos (25% do total), dois de cada turma participante do processo, para análise individual. Em seguida, as análises individuais foram confrontadas de forma a gerar, por consenso, uma análise coletiva de cada produção escrita. Os dados obtidos dessa análise das oito produções são apresentados a seguir.

## 5. Resultados

O quadro 2 mostra as medidas totalizadas após análise coletiva consensual. Os itens 1, 7, 8, 9, 11 e 12 foram totalizados somando-se os valores obtidos para o item em cada produção escrita e comparando-o com a pontuação máxima que é 24 (8 produções x 3 pontos/produção). Na totalização das ações de linguagem que poderiam ser caracterizadas por reprodução literal, paráfrase e palavra própria, foi indicado o número de vezes em que cada forma de expressão foi considerada

predominante em cada relatório. Nos itens 3, 4 e 5, foram totalizadas as classificações atribuídas às questões e comparadas ao total de 40 questões propostas (8 produções x 5 questões/por produção).

Quadro 2 - Totais obtidos após análise das oito produções escritas

Consideramos a predominância de palavra própria e paráfrase na elaboração do diagnóstico, nas respostas às questões propostas para o debate e no posicionamento em relação à reportagem 2 como um indício de que houve uma apropriação do texto das reportagens e um diálogo com os contextos de vida dos estudantes. Tal apropriação foi também evidenciada pelo conteúdo e diversidade dos enunciados proferidos pelos estudantes durante os debates em cada turma.

Menos da metade (40%) das questões propostas para debate poderia ser respondida a partir do texto das reportagens, entretanto os conteúdos dessas reportagens traziam diferentes visões e encaminhamentos para o problema da mobilidade urbana, o que foi evidenciado no nível de apropriação demonstrado pelas respostas àquelas mesmas questões. Consideramos também como um indicador de apropriação dos conteúdos das reportagens o fato de 60% das perguntas extrapolarem os textos a partir dos quais foram elaboradas.

Os estudantes não conseguiram diferenciar os posicionamentos, com base nos sujeitos, que os enunciavam, e no lugar que estes ocupavam como representantes de diferentes grupos sociais. Na maioria das produções, a palavra lugar foi entendida como significando lugar físico. As diferentes vozes presentes nas reportagens não foram diferenciadas quanto ao conteúdo, mas juntas proporcionaram aos estudantes a elaboração de um diagnóstico, suficientemente abrangente, com predomínio da paráfrase e da palavra própria na sua expressão.

Ficou evidente para os estudantes a convergência das abordagens das duas reportagens, mas não a diferença quanto à abrangência do tratamento do tema

mobilidade urbana em cada uma delas. Os comentários dos leitores, da segunda reportagem, foram suficientemente diferenciados e classificados e também bastante repercutidos no debate.

Constatamos a quase inexistência de articulação entre aspectos conceituais da Termodinâmica com as questões propostas e os posicionamentos enunciados. Isso se aplica também às implicações sócio-ambientais discutidas na problematização inicial e no texto que contextualizou a proposição do debate. São indicadores que se alinham às dificuldades encontradas no desenvolvimento da sequência de ensino.

## 6. Considerações finais

A identificação e quantificação das ações de linguagem concretizadas na produção escrita dos alunos são indicadores das possibilidades e limites da sequência de ensino desenvolvida.

Por um lado, ela possibilitou trazer para o contexto do ensino da Termodinâmica um tema relacionado à vida de quem mora nos grandes centros urbanos. Proporcionou um diálogo com os contextos de vida dos alunos, evidenciado pelo nível de apropriação dos conteúdos das reportagens estudadas e por sua repercussão nos debate em cada turma participante do processo. Contribuiu para o desenvolvimento de uma cultura de participação na discussão sobre temas relacionados às nossas vidas, buscando estabelecer um diálogo com conteúdos de Física.

Por outro lado, esse diálogo com os conteúdos de Física não foi evidenciado nas produções escritas dos alunos, que foram analisadas e que representam 25% do total. Interpretamos esse dado como um indicador de que na medida em que a sequência de ensino passou a utilizar o livro didático como principal recurso mediacional, ocorreu um afastamento do enfoque CTS proposto. Estabeleceu-se uma descontinuidade e, portanto, a possível não efetivação de uma articulação entre os conteúdos da termodinâmica e as implicações sociais do uso da tecnologia do motor de combustão. Entretanto, é preciso concluir a análise de toda a produção dos alunos para se confirmar esse e os demais indicadores proporcionados por essa análise inicial.

Uma abordagem CTS é confrontada por uma cultura escolar fundada no mito da qualidade de um ensino centrado no professor e comprometido com um extenso programa de conteúdos. Ela implica fazer supressões de conteúdos conceituais no programa do ensino propedêutico e introduzir novos conteúdos, muitas vezes, não reconhecidos como importantes para os exames vestibulares. Ela implica diversificar as fontes de informação utilizadas e não centrar o ensino apenas nos textos e exercícios de um livro didático. Exige da equipe de professores um conjunto mais diversificado de recursos mediacionais e uma crença nas finalidades educacionais que dirigem essa abordagem. Todos esses elementos se configuraram como obstáculos à experiência, narrada nesse artigo, e determinaram uma convergência paulatina com uma organização de atividades centrada no livro didático. Chama atenção o valor que os alunos atribuem ao uso do livro didático e a segurança que ele confere, do ponto de vista dos alunos, a todo o processo.

Ainda assim, acreditamos que os indicadores, obtidos com a planilha de análise da produção escrita dos alunos, apontam mais possibilidades do que limites.

Colocam o desafio de se diversificar as fontes de informação no desenvolvimento de uma sequência de ensino com enfoque CTS, assim como de buscar uma maior integração entre as diferentes dimensões do tema escolhido. No estabelecimento de relações entre as diferentes dimensões que envolvem valores, visões de mundo, aspectos culturais diversos, os conceitos científicos constituem apenas uma dessas dimensões e devem ser postos em diálogo com as demais cuidando para não reforçar uma visão tecnocrática no encaminhamento das discussões.

## 7. Referências bibliográficas

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