OS LIVROS DIDÁTICOS DE FÍSICA APROVADOS PELO PNLD 2012 E O ENFOQUE CTS NOS CONTEÚDOS DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA

## OS LIVROS DIDÁTICOS DE FÍSICA APROVADOS PELO PNLD 2012 E O ENFOQUE CTS NOS CONTEÚDOS DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA

## THE TEXTBOOK OF PHYSICS APPROVED BY PLND 2012 AND THE APPROACH STS IN THE MODERN AND CONTEMPORARY PHYSICS SUBJETC

## Swellen Sales Tavares , Luciano Fernandes da Silva 1 2

1 Intituto de Física e Química/ Universidade Federal de Itajubá,swellentavares@yahoo.com.br 2 Intituto de Física e Química/ Universidade Federal de Itajubá,lufesilva@unifei.edu.br

## Resumo

Há um crescente interesse na área de educação científica e tecnológica pelo enfoque CTS. Especificamente no Brasil, o interesse pelo enfoque CTS tem se acentuado a partir da década de noventa. Além disso, nesta mesma década, consolidou-se na área de Ensino de Física a ideia da necessidade da inserção de conteúdos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio. A partir destes apontamentos, esta pesquisa teve por interesse investigar as articulações que são realizadas entre aspectos do enfoque CTS e os conteúdos específicos de Física Moderna e Contemporânea nos livros didáticos de Física aprovados pelo PNLD de 2012. Importante destacar que há um investimento grande do governo federal na avaliação, compra e distribuição de livros didáticos para todos os alunos matriculados na educação básica pública. Essa investigação se pautou pelos procedimentos metodológicos da Pesquisa Qualitativa. Nossa análise indica que: as obras propõem um ensino com conteúdos CTS como fatores motivacionais; veiculam o conteúdo CTS como forma de exemplificação/aplicação ao conteúdo programático; aderem o conteúdo CTS no conteúdo programático, tornando o ensino tradicional acrescido de estudos CTS; aderem o conteúdo CTS ao conteúdo programático, sendo também um dos objetivos de estudo.

Palavras-chave : Enfoque CTS; Ensino de Física; Livros didáticos.

## Abstract

There is growing interest in the area of science and technology education by approach STS. Specifically in Brazil, interest in the STS approach has been accentuated from the nineties. Moreover, in this same decade, was established in the area of Physics Teaching the idea of the necessity of inserting contents of Modern and Contemporary Physics in High School. From these notes, this research had the interest to investigate the joints that are made between aspects of the STS approach and the specific contents of Modern and Contemporary Physics in Physics textbooks approved by PNLD 2012. Importantly, there is a large investment from the federal government in the evaluation, purchase and distribution of textbooks to all students enrolled in public elementary education. This research was guided by the methodological procedures of Qualitative Research. Works analyzed, investigated the contents, the STS content is not the focus of education and appear in different

areas: work proposes a learning content with STS as motivational factors; convey the STS content as a way of exemplification/ application to program content; adhere STS content in curriculum, making the traditional teaching plus STS studies; adhere to the syllabus content STS, being also one of the objectives of the study.

## Keywords : Approach STS; Physics education; textbook

## Introdução

Algumas pesquisas apontam o crescente interesse de professores e de investigadores da área de Ensino de Física pelo enfoque CTS (CACHAPUZ, et al. , 2008, ABREU, et al. , 2013, PANSERA-DE-ARAÚJO, et al. 2009). O trabalho de Abreu, Fernandes e Martins (2013), por exemplo, indica que, no campo da educação em ciências a linha de pesquisa que trata diretamente das questões CTS/CTSA apresentou um importante crescimento nos últimos anos.

Parte deste interesse pelo enfoque CTS/CTSA tem incentivado pesquisadores da área de educação científica a investigar a presença das relações Ciência, Tecnologia e Sociedade em livros didáticos de ciências (FONSECA, 2008; GOIS et al. 2012; ZORZI SÁ e SANTIN FILHO, 2009). Em todas estas investigações aponta-se para o fato de que os livros didáticos ainda não incorporaram, de forma satisfatória, as relações CTS/CTSA. Entretanto, destaca-se que os livros didáticos de Física aos poucos vêm absorvendo algumas indicações da pesquisa em educação científica e tecnológica, com destaque para o enfoque CTS.

É também interessante indicar que algumas investigações se voltam para a articulação entre o enfoque CTS/CTSA e os conteúdos específicos de Física Moderna e Contemporânea. Oliveira (2006), por exemplo, em seu trabalho, propõe a articulação entre aspectos do enfoque CTS e a abordagem conceitual dos raios X em trabalhos educativos a serem desenvolvidos no Ensino Médio.

A partir das leituras destacadas, nosso interesse investigativo se articula com três temas: livros didáticos de Física, enfoque CTS e conteúdos específicos de Física Moderna e Contemporânea.

Com relação aos livros didáticos chama nossa atenção o fato de que há um investimento importante do governo federal na avaliação e posterior compra de milhões deste recurso educativo.

Considerando a importância do livro didático e a renovação curricular referente ao tópico de Física Moderna e Contemporânea a partir do enfoque CTS, levantamos o seguinte questionamento: que aspectos da abordagem CTS podem ser identificados nos livros de Física aprovados pelo PNLD 2012 que abordam conteúdos de 'Física Moderna e Contemporânea'?

## Procedimento Metodológico

A partir do que foi proposto, consideramos que o procedimento de análise que se apresenta mais adequado a essa investigação é de cunho qualitativo ou, em outras palavras, trata-se de uma Pesquisa Qualitativa.

Para a coleta das informações importantes para os objetivos deste trabalho entramos em contato com todas as coleções de livros de Física aprovados pelo

PNLD 2012. Fizemos uma triagem dos livros a fim de verificar quais coleções apresentavam conteúdos relacionados à FMC.

Em seguida, inspirados nos procedimentos de Análise de Conteúdo (BARDIN, 1991), realizamos uma leitura flutuante das coleções, de forma a obter informações como, por exemplo: número de páginas do livro voltadas para os temas da Física Moderna e Contemporânea e os conteúdos de Física Moderna e Contemporânea abordados nos livros.

Na sequência procuramos sistematizar indicadores (AMARAL, et al. 2009) referentes à relação entre Ciência - Tecnologia - Sociedade e os conteúdos específicos de Física Moderna e Contemporânea.

- A sistematização dos aspectos CTS articulados aos temas da Física Moderna e Contemporânea presentes nos livros didáticos de Física aprovados pelo PNLD de 2012 foi orientada a partir de categorias dadas a priori . Essas categorias foram retiradas do trabalho de Santos e Mortimer (2002), no qual os autores identificam e categorizam as propostas de ensino a partir das articulações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade.

## A relação Ciência - Tecnologia - Sociedade presente nos livros didáticos aprovados pelo PNLD 2012

- O conteúdo de Física Moderna e Contemporânea foi abordado nas dez obras aprovadas pelo PNLD 2012. Todas contemplam tais conteúdos no volume 3, destinado ao último ano do Ensino Médio. As obras foram agrupadas e organizadas a partir das categorias de ensino de CTS presentes na obra de Santos e Mortimer (2002). As categorias consideradas são: Conteúdo de CTS como fatores motivacionais; Incorporação eventual do conteúdo de CTS ao conteúdo programático; Incorporação sistemática do conteúdo de CTS ao conteúdo programático e Disciplina científica por meio de conteúdo CTS.

## 1. Conteúdo de CTS como elemento de motivação

Nessa categoria as obras dão mais ênfase para os conteúdos específicos, havendo tentativas de inserir conteúdos de cunho de CTS. Em outras palavras, a abordagem de aspectos sociais, econômicos, políticos ou ambientais ocorre a partir de uma perspectiva mais exemplificadora/ilustrativa da aplicação dos conceitos. Foram encontrados aspectos de tal perspectiva nas obras 1Física de autoria de Gualter, Newton e Helou (2010) ; 2- Conexões com a Física de autoria de Blaidi Sant'Anna et al. (2010) ; e 3Física e Realidade , de autoria de Gonçalves Filho e Toscano (2011). O excerto abaixo é representativo desta categoria:

Mas qual é o recurso tecnológico que torna a máquina digital tão mais versátil que a máquina fotográfica tradicional? Trata-se de um componente chamado dispositivo de carga acoplada, mais conhecido como CCD (...)(SANT'ANNA et al. , 2010, p.370).

A relação entre Sociedade e Ciência pouco é abordada nos livros indicados nessa categoria. Assim como a relação entre ciência e tecnologia, que em muitos momentos se dão através de aplicações tecnológicas. Como podemos observar no trecho destacado abaixo:

Assim como ocorreu em outras áreas da física, as pesquisas teóricas no campo da física moderna também vêm colaborando no desenvolvimento tecnológico. O estudo do mundo microscópio possibilitou criar equipamentos que podem ser utilizados em diferentes atividades, como o aparelho da ressonância magnética que ajuda os médicos a compreender melhor os problemas dos seus pacientes e os televisores e monitores com telas cada vez mais finas (GONÇALVES FILHO e TOSCANO, 2010, p. 161).

Na obra Física e Realidade são raras as articulações mais complexas entre a ciência e a sociedade. Há poucos trechos em que os autores ressalvam, mesmo que nas entrelinhas, que a ciência caminha junto à evolução da tecnologia, como podemos observar através do excerto abaixo:

Com aceleradores de partículas cada vez mais potentes, os físicos vêm procurando detectar essas partículas. Até abril de 1994, apenas o quark top ainda não tinha sido identificado. Em 1995, divulgou-se que, no acelerador de Fermilab (Laboratório Nacional do Acelerador Fermi, Estados Unidos), uma equipe de 440 físicos e engenheiros, incluindo 17 brasileiros, detectou a presença do quark top (GONÇALVES FILHO e TOSCANO, 2010, p. 178).

Por fim, de acordo com nossos indicadores, ao longo dos capítulos destinados à Física Moderna e Contemporânea, as obras agrupadas nesta categoria, não fazem referencia explícitas à relação entre ciência, tecnologia e sociedade.

## 2. Incorporação eventual do conteúdo de CTS ao conteúdo programático

Tal agrupamento se relaciona com a ideia de que o texto objetiva pequenos estudos de conteúdos CTS incluídos a uma perspectiva voltada a abordagem conceitual. O conteúdo CTS não é trabalhado a partir de temas unificadores, mas sim incorporados durante o conteúdo através de apêndices, 'boxes' ou no final de cada capítulo que trata exclusivamente dos conteúdos específicos de Física Moderna. Os livros Compreendendo a Física , de autoria de Alberto Gaspar (2010); Curso de Física de autoria de Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga (2011); Física Para Ensino Médio de autoria de Kazuhito e Fuke (2011) e Física Aula por Aula de autoria de Claudio Xavier e Benigno Barreto (2010), contemplam algumas características apresentadas nessa categoria.

Em todas as obras aqui agrupadas, o conhecimento científico apresentado no texto é limitado a si mesmo, ou seja, as relações entre ciência e tecnologia restringem-se a aspectos aplicativos da ciência na tecnologia, não sendo abordado de maneira mais complexa. Nas obras de Kazuhito e Fuke (2010) e Máximo e Alvarenga (2011) são destacados que a evolução da ciência está diretamente relacionada com o avanço do campo da tecnologia. Nos trechos abaixo temos exemplos desta situação:

- O efeito túnel é também responsável por um tipo diferente de microscópio, chamado microscópio de tunelamento (MÁXIMO, ALVARENGA, 2011, p. 374).

A Teoria Quântica é o modelo teórico de maior sucesso construído até hoje, pois concorda no grau de precisão obtida até agora com os dados experimentais; ela confirma dados da suposta existência do big bang, há

quinze bilhões de anos, até trilhonésimos de segundos depois de sua ocorrência! A tecnologia envolvida na produção de semicondutores e computadores, na criogenia, na eletrônica fina e no desenvolvimento de novos materiais fundamenta-se na teoria quântica.Segundo o prof. Elcio Abdalla, do instituto de Física da USP, 30% do produto interno bruto americano depende dos resultados obtidos na aplicação da teoria quântica à tecnologia. (KAZUHITO e FUKE, 2010, p. 246-247)

## 3. Incorporação sistemática do conteúdo de CTS ao conteúdo programático

Alguns livros por nós analisados contemplam algumas das perspectivas da categoria 'Incorporação sistemática do conteúdo de CTS ao conteúdo programático'. São duas obras analisadas que enquadram em tal classificação: a primeira, de autoria de Pietrocola, Pogibin, Andrade e Romero (2010), nomeia-se Física em contextos ; a segunda, nomeada como Física - Ciência e tecnologia tem como autores Torres, Ferraro e Soares (2010).

Ambos os livros apresentam diferentes articulações entre ciência e tecnologia no decorrer do conteúdo programático. A inserção destas articulações no livro Física -Ciência e tecnologia (TORRES et al. , 2010) se faz presente principalmente a partir de uma perspectiva histórica, apresentando dúvidas e problemas que os cientistas enfrentavam, expondo a Física como construção de conhecimento. Os autores evitam apresentar ao discente a produção científica como um conjunto de etapas padronizadas, remetendo-se à história da ciência. Observamos também que há uma relação entre Sociedade e Ciência, em que a sociedade influencia no crescimento científico, como podemos observar no trecho destacado abaixo:

A necessidade de os homens se comunicarem entre si e superar distâncias sempre existiu. Os sinais de fumaça, usados pelos indígenas norteamericanos, ou a troca de informações por toques de tambores, na África, visavam transmitir mensagens entre grupos que conheciam os códigos que eles representavam. Da mesma forma, a luz refletida em espelhos era capaz de transmitir pequenas mensagens. (...) Isso provocou profundas mudanças nas relações sociais, comerciais, e de trabalho. Agora era possível uma pessoa contatar outra para comprar ou vender seus produtos, trocar idéias e mandar notícias (TORRES et al. , 2010, p. 308).

Ambas as obras discutem os impactos na sociedade e no ambiente que são decorrentes da aplicação do conhecimento científico, fazendo a inter-relação entre Ciência-Tecnologia-Sociedade. Vale destacar a obra de Pietrocola et al. (2010), que referencia a bomba atômica:

Em 1919, quando Rutherford publicou o artigo de seus estudos sobre as partículas α no qual aparece a primeira desintegração nuclear, o Físico Italiano Segré (1905-1989) declarou: 'era um sonho dos alquimistas em uma forma moderna'. Alguns anos mais tarde, no dia 16 de julho de 1945, na cidade de Los Álamos, uma centena de cientistas assistiram uma explosão nuclear. [...] Após esse sucesso, houve uma divisão entre os cientistas: lançar ou não lançar a bomba. Nós sabemos quem venceu, uma bomba de urânio e outra de plutônio foram lançadas em território Japonês, Hiroshima e Nagasaki, respectivamente. Essa é uma parte da história que muito temos conhecimento, muito antes de estudarmos Física e, em particular, a estrutura da matéria (p. 451).

Observamos, em nossas análises, que ambos os livros contemplam pequenas inserções de CTS no conteúdo de FMC. Percebemos também que tais características são mais presentes e explícitas na obra de Pietrocola et al. ( 2010), sobretudo ao contemplar, com frequência, muitas das relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade que destacamos ser de grande relevância.

## 4. Disciplina científica por meio de conteúdo CTS

Tal categoria é semelhante à categoria anterior, porém a sequência com que os conteúdos são abordados é diferente. Nessa categoria ainda não há uma interdisciplinaridade, as disciplinas ainda são divididas em Física, Química e Biologia, por exemplo. Entretanto, os temas CTS são utilizados para organizar o conteúdo.

Foram encontrados aspectos dessa perspectiva de abordagem no Livro Quanta Física , de autoria de Carlos A. Kantor et al. (2010). A obra não contempla todas as perspectivas desta categoria, a maneira como são organizados os conteúdos não ocorre através de temas CTS. Entretanto, esta se difere das outras, pois a sequência como os conteúdos são abordados é diferente do tradicional, não apenas no que se refere aos conteúdos de Física Moderna e Contemporânea, mas também em todas as outras seções da Física. Por exemplo, o volume 3 de toda coleção Quanta Física contempla desde a parte da Física Moderna e Contemporânea, como a Termodinâmica, Eletromagnetismo e a Mecânica.

Os excertos abaixo exemplificam a relação entre ciência e sociedade, que também se faz presente na forma como os fatos são abordados, desmistificando o cientista como o detentor de grande inteligência, apresentando os conflitos que eles tinham durante as descobertas e na abordagem entre o desenvolvimento científico e a influência deste no comportamento do indivíduo.

Apesar da exatidão matemática da solução encontrada por Planck, nem mesmo ele conseguia formular uma interpretação Física do fenômeno, que, no fundo, significava impor saltos nos valores energéticos, como se cada valor correspondesse a um grão de energia (KANTOR et al , 2010, p. 27).

A experiência de fissão nuclear, realizada pela primeira vez pelo químico alemão Otto Hahn (1879-1968), em 1938, na Alemanha, e explicada pela física alemã Lisa Meitner (1878- 1968) em artigo a revista Nature em 1939, tornou real a possibilidade de desenvolver armas nucleares e houve um intenso debate entre cientistas sobre sua fabricação nos países aliados antes que a Alemanha o fizesse (KANTOR et al , 2010, p. 62).

Os impactos decorrentes da aplicação do conhecimento científico também são trabalhados com frequência na obra. O trecho abaixo faz parte de um quadro nomeado como 'Ciência e Tecnologia a serviço da Guerra', no qual é discutida a relação entre ciência, tecnologia e sociedade. O quadro aborda aspectos históricos, econômicos, físicos e sociais:

No chamado projeto Manhattan, os Estados Unidos desenvolveram as primeiras bombas atômicas que, em um único dia, mataram centenas de milhares de pessoas em duas grandes cidades japonesas: Hiroshima, destruída pela Little Boy , uma bomba de urânio de potencia equivalente a 13 kton de TNT, e Nagasaki pela Fat Man , uma bomba de plutônio de 25 kton.Terminada a guerra, emergiram como potências mundiais antagônicas os Estados Unidos e a União Soviética. [...] Hoje, há armas nucleares estocadas em diversos países, e teme-se seu uso em conflitos regionais,

como os do Oriente Médio ou entre a Índia e Paquistão (KANTOR et al , 2010, p. 87).

A partir de nossas análises podemos apontar que a obra de Kantor et al. (2010) contempla inserções de relações CST no conteúdo de FMC. Observamos também o modo como são apresentados os conteúdos e a frequência com que a relação CTS é inserida na obra, tornando este diferente dos livros categorizados anteriormente.

## Considerações Finais

As análises indicam que o conteúdo CTS não é o foco dos livros investigados. Nossas categorias de análise dos livros didáticos foram descritas como: Conteúdo de CTS como elemento de motivação, Incorporação eventual do conteúdo CTS ao conteúdo programático, Incorporação sistemática do conteúdo CTS ao conteúdo programático e disciplina científica por meio de conteúdo programático.

Os livros analisados ficam aquém do que se espera para um ensino a partir do enfoque CTS. A maioria apresenta a ciência e tecnologia por meio de uma visão reducionista, abordada numa perspectiva pouco complexa e articulada, prevalecendo a ideia de uma relação neutra entre Ciência, Tecnologia e Sociedade.

Embora as análises não indiquem a existência de obras articuladas a partir do enfoque CTS, há uma mudança no tratamento dos conceitos, principalmente na relação entre a ciência e o mundo que o discente se insere. Contudo, mesmo considerando as críticas, destacamos que há uma melhora no que se refere à qualidade dos livros, em busca de uma nova perspectiva de ensino.

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