ENSINO DE FÍSICA MEDIADO POR UMA ABORDAGEM CTSA

## ENSINO DE FÍSICA MEDIADO POR UMA ABORDAGEM CTSA PHYSICS TEACHING MEDIATED BY A STSE APPROACH

Maria Lucia de Camargo Linhares 1 , João Amadeus Pereira Alves , Angela 2 Emilia de Almeida Pinto , Ligia Esteves Maria , Lucas Bueno 3 4 5

1 UTFPR/Licenciatura em Física, luciaclinhares@yahoo.com.br

2 UTFPR/Departamento de Física, japalves@yahoo.com.br

3 UTFPR/Departamento de Física, angelae@utfpr.edu.br

4 UTFPR/Licenciatura em Física, ligiaest@hotmail.com

5 UTFPR/Licenciatura em Física, lucas\_buenow@hotmail.com

Resumo: Após um estudo exploratório que objetivava saber se um grupo de estudantes do Ensino Médio de uma escola pública de Curitiba, Paraná, apresentava concepções atreladas a relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente, e se ocorriam inserções dessas relações nas suas aulas de Física, foi realizado em 2013 um conjunto de quatro intervenções nessa disciplina, no qual objetivava aproximá-los a discussões sobre ciência e tecnologia e seus impactos na sociedade e ambiente em diferentes momentos da história da humanidade. A última atividade contemplou também um questionário aberto avaliativo, o qual visava compreender o que alunos tinham a dizer sobre as ações empreendidas com eles. Neste trabalho são apresentados resultados finais da pesquisa, sobre a percepção dos alunos a respeito das atividades desenvolvidas em ótica. Os resultados demonstram posicionamentos dos alunos que caracterizam aspectos mais humanísticos da ciência e maior entendimento sobre relações existentes entre conhecimento científico, desenvolvimento social e aspectos da história da humanidade.

Palavras-chave: Ensino de Física, Ciência na História, Abordagem CTSA.

Abstract: After an exploratory study that aimed to find out if a group of high school students of a public school in Curitiba, Paraná, presented concepts linked to relations between Science, Technology, Society and Environment, and inserts these relationships occurred in their physics classes, was held in 2013 a set of four interventions in this discipline, which aimed to bring them into discussions on science and technology and their impact on society and the environment at different moments in human history. The last activity also included an evaluative open questionnaire, which sought to understand what students had to say about actions undertaken with them. In this work are presented final results of research about of students perception concerning the developed activities in optics. The results demonstrate positionings the students that characterize more humanistic aspects of science and better understanding of the relationship between scientific knowledge, social development and aspects of human history.

Keywords : Physics Teaching, Science in History, STSE Approach

## Introdução e Justificativa

Este trabalho apresenta o resultado final de uma sequência de atividades realizadas em aulas de Física de uma escola pública de Curitiba pertencente à rede estadual de ensino do Paraná. As atividades foram elaboradas e desenvolvidas por um grupo constituído de estudantes e professores integrantes de um subprojeto de Licenciatura em Física do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID). Essas atividades compõem parte de um projeto de pesquisa mais amplo e em andamento, no qual se investigam os impactos de intervenções de licenciandos em Física no contexto do Ensino Médio, a partir da relação entre três demandas, a saber: (a) necessidades oriundas nas aulas de Física em escolas envolvidas com tal subprojeto do PIBID; (b) os interesses dos pequenos grupos desse subprojeto; e (c) a pertinência apresentada na literatura atual sobre Formação de Professores e Ensino de Física, particularmente no que concerne à parceria Universidade-Escola na formação inicial.

O principal objetivo do trabalho realizado em uma dessas escolas parceiras, em tela neste texto, consistiu em contribuir com a inserção e reflexão de relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA), articulando-se em tais intervenções tópicos específicos estudados em ótica na disciplina de Física em duas turmas do segundo ano do Ensino Médio. Dessa maneira, a última intervenção realizada tinha como propósito obter, a partir de um questionário aberto, a percepção dos alunos participantes sobre as atividades e sobre as relações CTSA no Ensino de Física. E é esse questionário aberto e respectivas respostas de 86 alunos do Ensino Médio que estão em apreciação no presente texto, sob o viés teórico-metodológico da Análise de Conteúdo a partir do referencial de Laurence Bardin.

Assim, essa última intervenção, que fechou um ciclo de atividades com tal grupo de alunos do Ensino Médio, buscou respostas aos seguintes questionamentos: qual é a importância que os alunos dessas duas turmas do Ensino Médio atribuem às atividades realizadas ao longo do ano de 2013, via intervenções de um grupo do PIBID de um curso de Licenciatura em Física local? Quais mudanças ocorreram ao longo das intervenções a respeito das percepções desses alunos da Educação Básica sobre a Ciência/Física, especialmente quanto aos impactos desta na história da humanidade?

A seguir, este texto passará a tratar da literatura mais afeta às relações CTSA, pela metodologia do trabalho, bem como pela análise de algumas respostas a determinadas questões do questionário. O texto finaliza com algumas considerações.

## Aspectos da Literatura sobre Relações CTSA, Ensino de Física e Formação Docente

Ao longo das últimas décadas, diversos estudos têm sido realizados na perspectiva de identificar o impacto da atividade humana sobre a sociedade, de modo geral. Mais recentemente estudos nessa linha buscam conexões mais amplas, sobretudo quanto às ações antrópicas em Ciência & Tecnologia sobre o meio ambiente, como aqueles realizados por Bergandi, Galangau-Quérat (2008), e que

combinados com o movimento anteriormente existente dos estudos em Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS), cujos trabalhos de relevância internacional de Glen Aikenhead, Joe Salomon e John Ziman acabaram por intensificar e influenciar o movimento hoje conhecido como Relações Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA), no sentido de promover discussões mais amplas em atividades educacionais, com o intuito de capacitar pessoas a discutir sobre soluções para tais problemas (SANTOS; AULER, 2011), em defesa de uma educação em que os alunos tomem posições segundo parâmetros éticos, políticos e de justiça social (PEDRETTI et al., 2008).

Uma das maneiras de incluir discussões dessa natureza no ensino formal pode ser através de atividades que envolvem questões sociocientíficas (QSC), definidas por Ratcliffe e Grace (2003) como aquelas que possuem base na ciência e que têm potencial para causar grande impacto na sociedade. Sendo assim, eventos como a utilização indiscriminada de pesticidas, utilização (ir)racional de recursos naturais, adoção ou não do uso de energia nuclear etc. se mostram cernes de debates na mídia, no meio político internacional e às vezes no meio acadêmico, mas raramente são ingredientes no 'tempero' da chamada educação em Ciências no contexto brasileiro, crítica esta que já se tornou recorrente. Ou seja, são questões que têm amplo potencial, mas pouco elas servem de pano de fundo para o desenvolvimento de atividades educacionais contextualizadas social e historicamente (PEDRETTI et al. 2008; MacLEOD, 2012), que melhor seriam desenvolvidas numa relação direta entre Universidades e Escolas, entendidos estes como ambientes coformadores de professores. Dentre essas possibilidades, algumas começam a se tornar mais evidentes, como é o caso de projetos desenvolvidos e atrelados ao Programa Observatório da Educação (OBEDUC) e ao PIBID. Com isso, surge no país uma preocupação em formar professores com visão sobre a necessidade de maior entrelaçamento entre ensino e pesquisa.

Ao propor, por exemplo, a abordagem de QSC no ensino de Ciências, Ratcliffe e Grace (2003) sugerem que a educação dos jovens objetive a cidadania, com esclarecimento de valores, avaliação de informação e pontos de vista, bem como de discussão, tomada de decisão consciente e esclarecida, enfim de ação. Essa visão pode ser complementada quando se analisa parte do trabalho de Fourez (1994), em que o autor trata da alfabetização científica como forma de promover a inserção social de indivíduos, como uma saída para a crise no ensino de Ciências. Assim, promover ações para que os jovens tenham uma formação que lhes possibilite compreensão mais larga sobre seu mundo, historicamente localizado, e a partir de entendimentos da relação Ciência e Tecnologia e de seus impactos no contexto da história da humanidade se mostram como iniciativas férteis e comprometidas com a sociedade.

Dessa forma, objetiva-se produzir modificações na maneira com a disciplina de Física vem sendo tratada no contexto atual da Educação Básica. Ou seja, deixar de trabalhar com os conteúdos apenas da dimensão de transmissão de conhecimentos já consolidados e ir em busca do desenvolvimento de senso mais crítico dos estudantes sobre aplicações e implicações tecnológicas e científicas na história e contemporaneidade da humanidade. Trabalhos como os de Carvalho et al. (2005) e Pedretti et al. (2008) dão enfoque a discussões com esse objetivo. Então, podemos considerar abordagens tipificadas na Educação CTSA como sendo primordiais no processo ensino-aprendizagem, em que os professores podem apresentar aos seus estudantes 'imagens' da Ciência e da Tecnologia

contextualizadas com o momento histórico em que esta está inserida, o que pode ser evidenciado em MacLeod (2012). Em outro trabalho recente de Katarin MacLeod, a autora nos chama atenção para a necessidade de mudança do currículo no ensino de Ciências na Educação Básica, particularmente sob o viés da vivência dos alunos no contexto educacional básico (MacLeod, 2014).

## Metodologia

Com base no que foi explicitado anteriormente, um grupo de alunos e professores de um curso de Licenciatura de uma Universidade pública paranaense, inteirado por uma proposta de trabalho alicerçada na relação Universidade-Escola, realizou atividades cuja temática esteve centrada na abordagem CTSA. Assim, no ano letivo de 2013 desenvolveram-se atividades educacionais junto a uma escola pública na região de Curitiba, onde quatro atividades supervisionadas foram realizadas nas aulas de Física (conforme descrição a seguir), em duas turmas de 2º ano do Ensino Médio, com um total variando de 80 a 92 alunos, perfazendo 16 horas-aula. Essas atividades foram inseridas e pensadas conforme o perfil dos alunos, o conteúdo de Física que estava sendo estudado (segundo o currículo vigente na escola), bem como de acordo com a literatura atual ou mais recente pertinente à pesquisa em Ensino de Física.

Inicialmente foi aplicado um questionário socioeconômico e de opiniões e expectativas para traçar os perfis das turmas, possibilitando planejar as intervenções futuras para a pesquisa. Como fechamento da pesquisa, foi entregue aos alunos um questionário aberto, objetivando compreender a percepção deles sobre as atividades anteriormente realizadas. Nesta etapa da pesquisa participaram 86 alunos (dentre os 92 iniciais), que puderam responder de forma anônima a cada uma das questões.

Considerando os dados obtidos nesta intervenção, optou-se por utilizar a Análise de Conteúdo para melhor compreender as percepções apresentadas pelos alunos em seus relatos. A Análise de Conteúdo, de Bardin (2009) apresenta três etapas cronológicas que estão ligadas entre si, a saber: (I) a primeira refere-se à pré-análise, quando são organizados e escolhidos os materiais que serão utilizados, com enfoque nos objetivos da investigação; (II) a segunda etapa é caracterizada como a exploração do material que corresponde basicamente à codificação das informações, visando á compreensão do texto; e (III) a última corresponde à interpretação dos conteúdos que estão em análise. Dessa maneira, este tipo de técnica de análise de dados é conveniente para a atividade realizada.

## Atividades, Resultados e Análises

As atividades de intervenções em sala de aula foram realizadas em quatro etapas. A primeira, como já foi dito, consistiu na aplicação de um questionário socioeconômico e de opiniões e expectativas, para que fosse possível obter os perfis do grupo de alunos e também as concepções deles a respeito da inserção ou não de discussões sobre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente nas aulas de Física. Com os resultados obtidos na primeira intervenção, as outras atividades puderam ser planejadas. Assim, na segunda intervenção foi utilizado um artigo a

respeito de uma obra artística e foi proposto que os alunos relacionassem o desenvolvimento das técnicas de pintura com o aperfeiçoamento de instrumentos óticos, para que então, com base na leitura do texto respondessem questões a respeito do desenvolvimento cultural, científico e tecnológico no decorrer de determinados momentos da história da humanidade. A terceira atividade levava em consideração uma série de reportagens de fontes diversas, que deveriam ser classificadas pelos alunos nas seguintes categorias: ser humano e saúde, vida e ambiente, tecnologia e sociedade, e Terra e Universo. Depois de realizadas as classificações, os alunos deveriam justificar as devidas escolhas. Com isso, em momento posterior foram realizadas apresentações a partir de uma sistematização previamente discutida sobre como deveriam proceder e como fariam as exposições escritas e orais.

A última atividade tinha como objetivo analisar se houve a mudança da visão inicial sobre relações CTSA por parte desses estudantes. Para isso, foi solicitado que eles respondessem um questionário aberto expressando suas opiniões sobre a importância dessa abordagem do ponto de vista histórico, tecnológico e social nas aulas de Física, mas também como as atividades desenvolvidas com eles colaboraram para o entendimento da construção de ciência e das relações e impactos dela na sociedade.

Dessa maneira, a respeito da última intervenção, algumas das respostas e as respectivas análises são apresentadas a seguir, de maneira a sintetizar os pontos de vista apresentados pelos alunos. As respostas trazidas à apreciação dizem respeito às expressões escritas de maior clareza, o que leva a uma análise mais segura, pois ao contrário trazendo-se expressões de depoentes demasiadamente lacônicos corre-se o risco de o pesquisador ser excessivamente interpretativo.

Questão 1: Descreva como as atividades realizadas anteriormente ajudaram você a entender um pouco mais como a ciência é construída e quais as relações e/ou impactos dela na sociedade.

Entre todas as atividades que foram realizadas compreendi como a ciência é importante e influência muito em nossa sociedade, porém observamos também vários aspectos negativos, como uma certa 'dependência', pois não dependemos apenas da ciência para compreender fatos ou até a própria 'vida' (Aluno12).

As atividades realizadas em sala abordaram assuntos que envolvem a história da Física. E a partir das atividades levadas para a sala foi possível entender que a descoberta da Física exerce influência na sociedade. Os textos que foram lidos puderam nos mostrar que um único experimento ou descoberta pode estar diretamente ligado à melhora da tecnologia, da preservação do ambiente (Aluno28).

Com essas respostas, apresentadas inicialmente é possível entender que os alunos enxergam a ciência como uma das fontes para se buscar explicações, pois mostram que ao mesmo tempo em que a Ciência exerce uma grande influência na sociedade, ela também pode trazer danos ao desenvolvimento social.

Através dos textos sobre ótica e luz trabalhados anteriormente, consegui entender um pouco mais sobre como a ciência e os experimentos ajudaram, não só no estudo da Física, mas também em outros ramos como as artes, além de contribuir para a construção de vários instrumentos que usamos até os dias de hoje (Aluno23).

- O aluno 23 compreende que a ciência oferece possibilidades variadas, a exemplo de avanços intrínsecos ao campo científico e ao conforto ou necessidades atuais no uso de certos artefatos, bem como oferece possibilidades dentre de campos aparentemente distantes da Ciência, como as Artes.

A partir das atividades realizadas nas intervenções, adquirimos conhecimentos extras sobre a ciência, que ela está presente no cotidiano, e é fundamental para conhecimento da vida. A ciência é constituída de inúmeras partes que ao decorrer do tempo pode causar um grande impacto sendo ele maléfico ou benéfico. Percebemos sua necessidade perante o desenvolvimento social empregado em áreas diversas da complexidade humana (Aluno41).

Nesta resposta, do aluno 41, fica aparente a visão de que a ciência é fundamental para se conhecer e entender a vida e os processos ligados ao cotidiano. Ainda assim, esse aluno demonstra preocupação quanto à ciência ligada aos aspectos sociais, podendo trazer benefícios ou prejuízos para o desenvolvimento da humanidade.

Visando a Física por um ângulo diferente, interpretando que a Física não é somente cálculos, mas sim nosso dia a dia, a Física não foi descoberta ela representa uma sequência de fatos que chegam a um determinado objetivo, e poucas são obras do acaso (Aluno 17).

O aluno 17 expressa que a Ciência está em construção e longe de fazeres ao acaso, na medida em que ela se pauta por objetivos e isso a leva a resultados, denominado de 'descoberta' por esse estudante. Reconhece que a ciência Física não se fundamenta só em cálculos, e expressa de forma recorrente que ela tem preocupação direta com situações cotidianas.

## Questão 2: Qual a importância de realizar, nas aulas de Física, abordagens históricas, tecnológicas e suas relações com a sociedade?

A importância dessas abordagens nas aulas de Física é que para entendermos melhor a 'Física' precisamos conhecer primeiro sua história, o porque da invenção. E precisamos desses conhecimentos para um melhor preparo para o futuro (Aluno6).

Esta resposta mostra uma visão de que a ciência no contexto da história da humanidade pode contribuir de forma positiva para o desenvolvimento pessoal e social dos alunos, fazendo com que eles (e a sociedade de modo geral) possam pensar no futuro. O Aluno 6 defende que as 'invenções' apresentam razões prévias, de modo que é possível dizer que sua posição é da ciência objetiva, que não opera em meio à escuridão - fixa-se em necessidades.

É importante, pois precisamos entender o contexto histórico, cultural em que a Física está inserida. Se não, os estudos ficam mecanizados e os alunos tornam-se alienados (Aluno35).

Este discurso, presente na resposta do aluno 35, demonstra que o conhecimento obtido a partir dos estudos da ciência em contexto histórico traz possibilidades que extrapolam o ensino massificado e alienante, de modo a contribuir com o desenvolvimento intelectual dos alunos.

Essa importância é relativamente uma forma de não conhecermos apenas a Física, os cálculos e sim nos inteirarmos com a criação, origem, e sua importância na área tecnológica e social para que possamos abrir nossas mentes e ampliar nossos pontos de vista sobre o conceito físico (Aluno38).

Geralmente estudamos como funcionam as tecnologias, mas não refletimos sobre as dificuldades para se chegar a está modelo. Quando somos estimulados a pensar como funcionam as coisas, despertamos o interesse para a criação de novos instrumentos que poderão ser futuramente utilizados no emprego de novas tecnologias, ou podemos, até mesmo, crialas (Aluno75).

Com estas respostas, os alunos 38 e 75 evidenciam a importância de estudar a Ciência/Física levando-se em conta relações dela com a sociedade, as demandas do presente, bem como na ampliação do conhecimento científico em si.

Porque tudo isso nos dá uma aproximação com a Física e com conceitos que julgamos muitas vezes longínquos. A partir destas abordagens conseguimos construir ligações com aspectos mais fáceis, digamos assim, de absorver. Com isso, na forma do estudo da Física abrangendo fatos do nosso dia-a-dia vemos o quão simples e importante, ao mesmo tempo, pode ser a Física em nossas vidas. (Aluno29)

Com esta resposta é possível compreender que os alunos vêem a ciência em contexto histórico da humanidade. Porém, o Aluno 29 simplifica o olhar da Física como de fácil compreensão quanto aos seus conteúdos físicos na medida em que eles são abordados sob vieses históricos, tecnológicos e relacionáveis com a sociedade. Ou seja, com uma contextualização histórica dos conceitos, o ensino de Física se torna menos excludente e mais significativo.

## Considerações Finais

O fato de os alunos que foram evidenciados anteriormente nas análises conseguirem perceber certas influências mútuas entre ciência e outras áreas (do conhecimento científico-tecnológico e de outras expressões culturais da sociedade) demonstra que esse pode ser um caminho interessante e efetivo para modificar o posicionamento deles frente ao conteúdo escolar. Os estudantes expressaram também suas preocupações com as 'aplicações' que a ciência pode ter. Ao contrário do que pode parecer, os estudantes se preocupam com questões coletivas que envolvem ciência e tecnologia e sabem expressar tais fatos. Mas isso decorre do fato de eles terem sido questionados sobre isso?

As aulas de Física podem ser um momento propício para realizar discussões dessa natureza e proporcionar momentos de ação, conforme sugerido por Ratcliffe e Grace (2003), Pedretti et al. (2008) e MacLeod (2012; 2014). E essa ideia é reforçada ao analisar as informações fornecidas na segunda questão, em que eles deveriam expressar preocupações em relação ao ensino de Física que estão sujeitos. Alguns estudantes consideram importante que o ensino deva possuir uma abordagem mais ampla. E neste sentido, a crítica é feita em relação à utilização de problematizações desconexas à condição existencial que as sociedades ou grupos sociais estão sujeitos.

Assim, é possível perceber que os alunos explicitam uma percepção mais humanizada sobre a ciência. Ou seja, a partir dessas atividades, eles conseguiram perceber um pouco mais que a ciência não se constitui sozinha, que ela é uma prática social e que se relaciona com outras áreas do conhecimento - com umas mais e com outras nem tanto. Ainda, eles conseguem enxergar um fim prático para os estudos realizados nas atividades em sala de aula, ao se posicionarem que

conhecer a ciência sob o viés da história ou de momentos históricos da humanidade é importante para o desenvolvimento pessoal e para o futuro social.

De maneira geral, a pesquisa abre oportunidade para trabalhos futuros dentro da Educação CTSA, especialmente entre os licenciandos, em que se possam oferecer possibilidades de situar o ensino de Física ou ensino de Ciências com situações reais, conforme propuseram Carvalho, Farias e Alves (2005), seja em âmbito local ou global.

## Referências

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