DAS INDICAÇÕES LEGAIS E CIENTÍFICAS ÀS AÇÕES NO ENSINO DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA PARA O ENSINO MÉDIO

## DAS INDICAÇÕES LEGAIS E CIENTÍFICAS ÀS AÇÕES NO ENSINO DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA PARA O ENSINO MÉDIO

## FROM LEGAL AND SCIENTIFIC INDICATIONS TO ACTIONS IN TEACHING MODERN AND CONTEMPORARY PHYSICS IN MIDDLE SCHOOL

Mendes, T. C. 1

1 Instituto Federal Baiano, thales.mendes@bonfim.ifbaiano.edu.br

## Resumo

Acontecimentos das últimas três décadas põem em pauta a necessidade de inserção de novos conceitos físicos na escola, como a relatividade e o fenômeno quântico que exigem uma mudança de postura do professor, incluindo o envolvimento com o que a pesquisa no ensino de Física assinala como determinante para a cidadania. Nesse aspecto em particular, a legislação educacional brasileira sobre o Ensino Médio apresenta uma intensa relação de nexos entre esses dois destaques, a saber: a aprendizagem em Física e sua correlação com a cidadania. Diante das constantes indicações para necessidade de inclusão de tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio e as dificuldades encontradas pelos docentes para fazê-lo, decidiu-se por analisar se os conteúdos de FMC no Ensino Médio Regular (EMR) foram abordados, pelos professores, nas escolas urbanas da rede estadual, no município de Senhor do Bonfim, Bahia, Brasil. Inicialmente, nas escolas foram aplicados dois questionários semiestruturados: um questionário para a secretaria escolar e outro aos professores que ministraram aulas de Física nos terceiros anos do Ensino Médio. Da coleta de dados à análise se buscou, também, estudar alguns fatores que influenciam no processo de ensinoaprendizagem, como o quantitativo de alunos por turma, a formação dos professores, o tempo de hora-aula, a carga-horária da disciplina e o uso do laboratório de Física pelos professores. Torna-se evidente a dificuldade para o professor de incluir no seu plano de aula conteúdos de FMC, ou seja, efetivar as orientações em ações, em práticas de ensino e de aprendizagem que sejam significativas para o aluno. Neste sentido, apresentam-se como aporte teórico, os estudos sobre a triangulação -transposição didática, interdisciplinaridade e contextualização - e artigos que relatam práticas efetivas do tema em questão.

Palavras-chave : Ensino-aprendizagem, conteúdo de Física, FMC

## Abstract

Events of the last three decades put forth the need for inclusion of new concepts of Physics in school, such as relativity and quantum phenomena that require a change in teachers' attitude, including involvement with what research in the teaching of Physics marks as determinant for citizenship. In this particular respect, the Complementary Educational Instructions to the National Curricular Parameters presented a strong nexus between these two issues, namely: the

learning of physics and citizenship. Faced with a constant need for information to include topics of Modern and Contemporary Physics (MCP) in high school and the difficulties encountered by teachers to do so, we decided to examine whether the contents of MCP in Regular Secondary Education (RSE) were addressed by teachers in urban state schools, in the municipality of Senhor do Bonfim, Bahia, Brazil. Initially, two semi-structured questionnaires were used in these schools: a questionnaire to the school secretary and another to the 12 th grade Physics teachers. From the collection of data to the final analysis we tried to identify other factors that influence the process of teaching and learning, such as the amount of students per class, teacher training, class time, total subject time and physics lab use by teachers. It is evident the difficulty for the teacher to include in his lesson plan MCP content, ie, an effective transition from instructions into actions and into learning practices that are meaningful to the students. Towards this end, we present as theoretical support, the study on the triangulation - didactic transposition, interdisciplinary and context and articles reporting effective practices on this topic.

## 1) Justificativa e Objetivos

Pesquisas no âmbito da Física acerca do processo ensino-aprendizagem destacam a noção de transformação, adotada por alguns pesquisadores em Ensino de Ciências, em que a realidade crítica, dinâmica e mutável rompe com as amarras do passado-presente, ainda encontrada na educação que resguarda resquícios da escola tradicional.

Neste sentido, os conteúdos do componente curricular Física, especificamente no Ensino Básico, caracterizam-se pela presença marcante no cotidiano e se expressam, também, através dos produtos advindos da ciência e da tecnologia (C&T). Estudar e pesquisar objetivando a melhoria da formação científica do cidadão, conduzindo e orientando-o, é uma realidade no mundo. Na perspectiva em que a abordagem dessa ciência da natureza se propõe, em conformidade com as orientações educacionais vigentes, há uma necessidade de mudança no cenário do ensino-aprendizagem em Física, explicitada em vários meios de comunicação da comunidade científica especializada. Em um contexto de diversas teorias pedagógicas, indicações para inclusão de novos temas no ensino de Física, dificuldades inerentes à prática profissional docente e falta de literatura que exprima conexões entre estas, o professor tem dificuldade em articular os conhecimentos disponíveis à sua prática pedagógica.

Diante das constantes indicações para necessidade de inclusão de tópicos de FMC no Ensino Médio e as dificuldades encontradas pelos docentes para fazê-lo, decidiu-se por analisar se esses conteúdos no EMR foram abordados, pelos professores, nas escolas urbanas da rede estadual, no município de Senhor do Bonfim, Bahia, Brasil no ano de 2010. Buscou-se, também, estudar alguns fatores que influenciam no processo de ensino-aprendizagem, como o quantitativo de alunos por turma, a formação dos professores, o tempo de hora-aula, número de aulas semanais e o uso do laboratório de Física pelos professores que ministraram aulas de Física no EMR.

## 2) Marco teórico

Destacam-se nas Orientações Curriculares para o Ensino Médio, propostas pelo MEC, a dimensão investigativa dada à ciência e sua importância na sociedade como objeto e instrumento de estudo e transformação, bem como a formação do cidadão. Desta conotação social se coloca a tecnologia associada à ciência, considerando a base científica no processo de compreensão e construção do mundo, muito embora, ainda, os livros didáticos têm trabalhado pouco a questão tecnológica a que remete as citadas Orientações. Entretanto, o que se espera é que amparados por uma forte e sólida formação científica e tecnológica, os alunos se engajem, com domínio, no debate ético e político a respeito da relação entre ciência, tecnologia e mundo produtivo. Assevera-se, a partir daí, a

tão falada metáfora da alfabetização científica e tecnológica aponta claramente um dos grandes objetivos do ensino das ciências no nível médio: que os alunos compreendam a predominância de aspectos técnicos e científicos na tomada de decisões sociais significativas e os conflitos gerados pela negociação política (BRASIL, 2006).

Acontecimentos das últimas três décadas põem em pauta a necessidade de inserção de novos conceitos físicos na escola, como a relatividade e o fenômeno quântico que exigem uma mudança de postura do professor, incluindo o envolvimento com o que a pesquisa no ensino de Física assinala como determinante para a cidadania. Nesse aspecto em particular, os PCN+ (2006) apresentam uma intensa relação de nexos entre esses dois destaques, a saber: a aprendizagem em Física e sua correlação com a cidadania.

Vale salientar que se pode enumerar, em princípio, alguns fatos que se implicam nesse jogo de relações, tais como: a geração de energia por usina nuclear, efeito fotoelétrico, o laser, o televisor de tela plana, o mundo da nanotecnologia, miniaturização de dispositivos e sensores, dentre tantos outros. É aqui que se funde junto à formação de cientista e de professores, a necessidade, contínua, de construção e internalização de uma consciência dinâmica, sistêmica e, sobretudo crítica quanto à contextualização dos saberes produzidos pela ciência. Este tipo de conhecimento para chegar ao público comum precisa de um meio de ação, que se remete à escola e ao professor em sala de aula. Configura-se a educação como pilar-mestre na transformação do sujeito em cidadão, e por definição conceitual, isso corrobora com a possibilidade de se agir com comprometimento crítico no interior do processo sócio-político-econômico.

Nessa perspectiva de inclusão, é possível levar temas novos ao Ensino Médio com abordagem compreensiva e acessível a professores e alunos, a exemplo de algumas recentes publicações, a seguir destacadas:

- a) Revista Brasileira de Ensino de Física: Carmona, 2006; Pena, 2006; Karam et al , 2006 e 2007. Aborda semicondutores no Ensino Médio, discute a inserção de tópicos e ideias de FMC na sala de aula e debate a teoria da relatividade no Ensino Médio, respectivamente.
- b) Física na Escola: Moreira, 2004; Rezende e Ostermann, 2004; Abdalla, 2005; Helayël-Neto, 2005; Medeiros, 2007 e Schulz, 2007, que tratam, por exemplo, de

mecânica pós-newtoniana, nanociência, semicondutores, quarks e Física Quântica.

O professor que deseja se atualizar e modificar a maneira de ensinar, a fim de melhorar o aprendizado de seus alunos precisa repensar a utilização de tópicos novos no seu planejamento e no da escola. Entretanto, as dificuldades esbarram em números de aulas insuficientes, inflexibilidade da coordenação das escolas, formação do próprio professor e, em relação ao aluno, requer competências e habilidades cognitivas que, normalmente, não estão organizadas o suficiente para proporcionar mais agilidade à perspectiva de se superar os conteúdos tradicionalmente ensinados.

Logo, é importante considerar que a partir das interpretações das teorias de Vygotsky (2007), a atuação do professor é fundamental e relevante para o processo de aprendizagem. Este tem o papel explícito de interferir na zona proximal para provocar avanços nos alunos. Também, é importante que o professor esteja atento para que o ambiente escolar e, principalmente, o da sala de aula seja favorável para a internalização das atividades cognitivas no individuo. Nesse ambiente, o professor deve considerar, também, a importância dos diferentes grupos, pois o aluno deixa de ser somente sujeito da aprendizagem e passa a aprender também junto dos outros, o que o seu grupo social, por que não, o escolar, produz em valores, linguagem e em conhecimentos. Assim sendo a aprendizagem gera desenvolvimento.

A importância dessa interação entre professor, alunos e outros adultos com mediadores no processo de apropriação e construção do conhecimento de cada aluno se evidencia no ensino da Física. Para Rosa e Rosa (2005) esta disciplina é pródiga para a contextualização e interdisciplinaridade escolar, escolhida a acepção para a interdisciplinaridade como a possibilidade de reduzir as impermeabilidades entre conhecimentos disciplinares, reduzindo o distanciamento entre eles; ela está sempre próxima e presente no cotidiano do aluno e, como a teoria enfatiza a relação entre os conceitos científicos - os adquiridos no ambiente escolar, e os conceitos espontâneos - adquiridos no seu cotidiano - acaba por contribuir, de forma significativa e satisfatória, como um excelente veículo de transposição didática.

A Sociedade Brasileira de Física, com uma iniciativa, procurou oferecer aos professores uma visão mais sólida da Física introduzida no século XX e teve como objetivo suprir eventuais deficiências no processo de formação dos professores. Esta série - Temas Atuais de Física - busca contemplar as propostas dos PCN. São discutidos temas como supercondutividade, aplicação da Física Quântica, microondas, luz, radiação ultravioleta, o Sol e ondas.

## 3) Metodologia e Análise de Pesquisa

Tomou-se como amostra 7 professores que ministraram aulas de Física, lotados nas instituições de ensino a seguir: Colégio Estadual Teixeira de Freitas (CETF), no Colégio Estadual Senhor do Bonfim (CESB) e no Colégio Modelo Luis Eduardo Magalhães (CMLEM), todos da rede estadual de ensino, na sede do município de Senhor do Bonfim, localizados na região urbana, que ofereceram o EMR no ano de 2010. A amostra foi igual ao Universo consultado.

Inicialmente nas escolas foram aplicados dois questionários semiestruturados (Alvarenga, 2008) no período de 24 de fevereiro a 25 de março de

2011. Um questionário para a secretaria escolar, buscando-se coletar dados quanto ao EMR (números de alunos por ano e turno, número de turmas por série, números de professores que ministraram aulas de Física e outras informações pertinentes à pesquisa, quando necessárias) e outro aos professores.

- O questionário proposto aos professores foi aplicado pessoalmente, permitindo intervenção imediata quando da constatação de incoerências. Consta nesse instrumento dois blocos lógicos para as perguntas objetivas. Um, relativo às informações profissionais dos docentes: formação, capacitação, tempo de serviço e vínculo com a instituição. E outro, relativo aos aspectos didáticos relacionados ao componente curricular Física: série e turno ministrados, número de aulas, tempo da hora-aula, uso do laboratório e conteúdos abordados. O instrumento utilizado possui também um espaço disponibilizado para observações relativas às intervenções, citadas anteriormente, e a identificação simbólica dos docentes.

Vale ressaltar que a pesquisa teve cunho didático, o que faculta sua apreciação pelo comitê de ética. Ainda assim, foi solicitada autorização dos diretores dos colégios consultados e se buscou resguardar as identidades dos professores pesquisados através de identificação simbólica, apresentados a seguir.

## Análise dos dados coletados sobre a abordagem do conteúdo de FMC

Os estudos, através dos dados registrados, permitem uma análise dos conteúdos de Física que foram, ou não, abordados pelo professor. Cabe esclarecer que esse método não infere sobre a metodologia aplicada em sala de aula, como também, na completude do conteúdo ministrado. Essas análises, quando passíveis de verificação, foram registradas quando da detecção de incoerências nas respostas dos professores, e que foi anotado no próprio questionário. As exposições quanto ao conteúdo de Física se apoiam nos estudos de Sampaio e Calçada (2008) - livro didático de Física escolhido para análise da sequência do conteúdo - e nas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+).

Para tanto, se utilizou dos professores que ministraram aulas na 3ª série (os 7 da amostra), onde normalmente, ao final do conteúdo básico, os conteúdos de FMC são abordados.

- A tabela 1 expõe os dados coletados com os professores, já contextualizados pelas informações registradas no campo observações, dos questionários. O professor A1 (professor 1 da escola A) ministrou aula de Física para a 3 série do EMR. Coloca o tema, Efeito Fotoelétrico, com aplicação de a geração de energia em hidrelétricas, o que se permite concluir pela ausência de conceitos físicos básicos. Dando aulas para as três séries do EMR, o professor B1 (professor 1 da escola B) também aborda, equivocadamente, o Efeito Fotoelétrico com aplicação na hidrelétrica.

Desta forma, a expressão 'NÃO' na tabela significa que o professor respondeu de forma incoerente e, por isso, foi suprimida a informação pela contextualização; a expressão 'SIM' infere que o professor ministrou o conteúdo; o '-' informa a ausência de resposta, o que denota não abordar o conteúdo.

Com os dados da tabela 1 , próxima página, após um processamento, criouse a tabela 2 com o percentual de abordagem do conteúdo de Física, para o conteúdo de FMC.

Tabela 1 - Conteúdo de FMC, por cada professor, contextualizado

Estarrecedor, mas esperado, é este percentual, 3% (aproximado para Números Inteiros). Para o cálculo do percentual utiliza-se a relação da soma do quantitativo de abordagem da tabela 2 (0+1+0+0+0=1), pelo quantitativo de abordagem esperado (5 conteúdos vezes 7 professores, totalizando 35), vezes 100 (cem). Enquanto as indicações científicas apontam para a necessidade de se incluir esse tema, a exemplo de Brockington e Pietrocola (2006), a prática na escola é diversa a essa realidade.

Tabela 2 - Percentual de abordagem do conteúdo de FMC

Diante dessa realidade é que se alicerça nos trabalhos de Rosa e Rosa (2005) para orientar os professores na metodologia de inclusão de tópicos de FMC na escola básica. Como pilar mestre está à condição de como se dá o processo de aprendizagem, analisados sob o olhar de Vygostsk (2007). E depois, a transposição didática de Chevallard (2005) que permite a construção de uma metodologia de ensino, voltada para o EMR. Exemplificando, os conteúdos de Relatividade Restrita, Efeito Fotoelétrico, Princípio da Incerteza, Introdução a Física Quântica são passíveis de serem vistos no EMR. O maior problema encontrado pelo professor é a escassez de literatura aproximando esses temas à última etapa da Educação Básica. Daí a importância da transposição didática: as principais fontes onde se encontram essas informações estão em artigos e publicações do meio científico, e, o professor deve utilizar essa ferramenta para adequar o conteúdo ao seu objetivo. Porém é imprescindível o domínio do conteúdo, cabendo reiterar que os 7 (sete) professores pesquisados não são licenciados em Física.

Aqui não se quer afirmar que só os licenciados em Física são capazes dessa tarefa - transpor didaticamente - e sim, que para o conteúdo de Física, devido à formação do licenciado (junção de conceitos físicos com os instrumentos didáticos e pedagógicos necessários para a formação do professor), as dificuldades tendem a diminuir. Afirma-se a partir dos estudos de Rosa e Rosa (2005).

Alguns outros aspectos, mas não focos principais desse Trabalho, corroboram para a escassez da abordagem da FMC no EMR, nas escolas pesquisadas:

- · a formação dos professores, já discutida;
- · a hora-aula (2 semanais) que chega a ser de 30 minutos e computada com 1 hora. Esse fato gera um déficit na carga horária da disciplina e se o tempo já é pouco para abordar os conteúdos básicos, agrava-se para os de FMC;
- · o número de alunos por turma. Foi constatado que há turmas com superlotação (mais de 40 alunos na sala) e os efeitos de salas de aulas lotadas refletem diretamente para ineficiência (no sentido pedagógico) do processo de ensinoaprendizagem (Ehrenberg et al , 2001);
- · a utilização do laboratório didático. Somente 2 dos 7 professores afirmaram usar o laboratório.

## 4) Conclusões e Recomendações

Essa pesquisa corrobora com os indicativos dos problemas de ensinoaprendizagem e estudos científicos já realizados. Constata-se que abordagem do conteúdo de FMC é insuficientemente pela quase ausência desses tópicos, com índice de 3%.

Alguns itens analisados nessa pesquisa são inerentes a esse contexto, nos colégios do município de Senhor do Bonfim. O quantitativo de alunos por turma, gerando salas de aulas lotadas. A formação dos docentes, que ministraram aulas de Física, distinta da área de concentração dessa disciplina. A escassez de tempo para cobrir o conteúdo de Física. E aqui não se restringi às duas aulas semanais, mas a problemática levantada sobre a hora-aula sendo computada como uma hora de relógio, minimizando a carga horária da disciplina. Com esse quadro de salas lotadas e tempo, fica justificado, entre outros fatores, a pouca utilização do laboratório didático.

Estes aspectos, de per si , sistematizam ideias a respeito dos direcionamentos que devem ser vistos pelas agências de formação na realização das suas propostas curriculares. No Ensino Médio, há que se ressaltar os argumentos dos textos das políticas públicas sobre a redefinição de programas e de metodologias de ensino, conclamando para a interdisciplinaridade e contextualização.

Assim, a seleção de conteúdos significativos, contextualizados, dinâmicos e que apresentem um diálogo com as demais disciplinas, deve ser uma das grandes preocupações pedagógicas para que se possa atingir os objetivos a que se propõe o ensino, no âmbito da contemporaneidade. Para tanto a formação desse professor, nos cursos de licenciatura, deve estar atenta para esse contexto, muitas vezes escondido sob a manifestação objetiva de uma decisão racional acerca do encaminhamento que o ensino escolar deva ter.

Um dos processos que se considera de grande relevância pedagógica, para a superação das dificuldades no ensino da Física é a transposição didática. Neste aspecto, a construção e utilização de competências e habilidades em transpor didaticamente o saber, no caso, o físico, para possibilitá-lo ser ensinado e ser

aprendido deve reduzir, significativamente, muitos dos problemas da educação escolar. Estudar e vivenciar esse processo possibilitará favoravelmente uma melhor articulação do conhecimento científico às necessidades colocadas pela sociedade e, fundamentalmente, pelo ambiente escolar.

A proposição é que as constatações evidenciadas pela pesquisa realizada alertem sobre a necessidade de mudança no cenário do processo ensinoaprendizagem da Física, em nível local, no município de Senhor do Bonfim, bem como, possa contribuir ao debate existente acerca desse problema. Quer seja na educação básica ou nos cursos de graduação, sob análise das principais dificuldades que envolvem os principais sujeitos, protagonistas dessa relação: o aluno da escola básica, o aluno em formação de professor na universidade e o professor formado pela universidade.

Ainda que os dados coletados exprimam condições locais, especificamente em Senhor do Bonfim, os estudos mostram que os problemas de ensinoaprendizagem em Física e as dificuldades de selecionar e dominar conteúdos desse componente são comuns a outras regiões. Espera-se que esse estudo e essas considerações possam ajudar professores e estudantes de Física, em busca de uma Educação mais profícua.

Esse momento da conclusão configura-se também como um recomeço, considerado como uma vontade de ampliar esses estudos para outras variáveis importantes que interferem na qualidade do ensino, no caso, o da Física. Um aprofundamento do viés sociológico, mais especificamente o sócio-político, assim como o papel da motivação, do interesse, da paixão para o ensinar e para o aprender.

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