AVALIANDO A SEQUÊNCIA DIDÁTICA FLUTUAÇÃO DOS CORPOS E VIDA

## AVALIANDO A SEQUÊNCIA DIDÁTICA FLUTUAÇÃO DOS CORPOS E VIDA

## EVALUATING THE DIDACTIC SEQUENCE BODY FLUCTUATION AND LIFE

## Patrícia Domingos 1 , Gloria Queiroz 2

1 UERJ/IBRAG/DBV, patdomingos@uerj.br 2 UERJ/IFADT/DFAT, gloriapcq@gmail.com

## Resumo

O artigo apresenta uma avaliação de uma sequência didática desenvolvida junto a 16 alunos universitários em formação inicial durante uma disciplina de estudo e desenvolvimento de projetos interdisciplinares. Duas professoras, uma de Física e outra de Biologia atuando em co-docência trataram de temas de Física e de Biologia relativos à importância do fitoplâncton para a vida no planeta, durante a sequência didática Flutuação dos corpos e Vida, tendo como pano de fundo o direito humano a um ambiente saudável, numa abordagem de Ciência, Tecnologia e SociedadeAmbiente (CTSA). Os participantes, responderam a questões iniciais e finais, sendo suas respostas submetidas à análise de conteúdo, cujas categorias são aqui apresentadas. Nelas podem ser reconhecidas poucas visões mais restritas em contraposição a percepções interdisciplinares que relacionam a ciência à tecnologia, à sociedade e ao meio ambiente. Ressaltamos o reconhecimento dos estudantes na colaboração desse tipo de atividade interdisciplinar que aproxima a educação em direitos humanos da educação em ciências tanto na formação de seus futuros alunos como cidadãos empoderados para tomar decisões quanto na sua formação como professores.

Palavras-chave : flutuação dos corpos; vida no planeta; fitoplâncton; CTSA

## Abstract

This article presents an evaluation of a didactic sequence developed with 16 university students in initial formation during a discipline of study and development of interdisciplinary projects. Two teachers, one of Physics and one of Biology, acted in co-teaching and during the didactic sequence Floating of bodies and Life dealt with subjects ranging from Physics to the biological importance of the living conditions of the phytoplankton for life on the planet, having as a cloth the human right to a healthy environment, in a Science, Technology and Society-Environment (CTSA) approach. Participants answered initial and final questions, and their answers were submitted to content analysis, whose categories are presented here. In them, few narrower views can be recognized as opposed to interdisciplinary perceptions linking science to technology, society, and the environment. We emphasize the recognition of the students in the collaboration of this type of interdisciplinary activity that brings human rights education closer to science education both in educating its future students as citizens empowered to make decisions and to their educating as teachers.

Keywords : fluctuation of bodies; life on the planet; phytoplankton; STSE Introdução

O meio ambiente é considerado um direito de 4ª geração no contexto jurídico como um dos direitos humanos que abarcam os direitos à democracia, à informação e ao pluralismo (NOVELINO, 2009). A constituição de 1988 menciona em seu capítulo VI, 'Do Meio Ambiente', no artigo 225, que 'Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as atuais e futuras gerações'. Portanto, esse direito humano universal não depende de qualquer tipo de relativismo cultural.

Como pensar nos princípios da Educação em Direitos Humanos (EDH) sem deixar de lado os conteúdos da Educação em Ciências (EC)? A sequência didática proposta com esse objetivo se desenvolveu na perspectiva da aproximação entre a EC e a EDH na formação de professores (X; AUTOR, 2016).

Um currículo tem ênfase em CTS quando trata das relações entre explicação científica, planejamento tecnológico, solução de problemas e tomada de decisão sobre temas de importância social (SANTOS, 2007). Já o objetivo central do movimento CTSA acrescenta aos propósitos de CTS a ênfase em questões ambientais, visando à promoção da educação ambiental. Mais recentemente, Strieder e Kawamura (2017) identificaram um campo polissêmico de entendimentos e direcionamentos para o ensino de ciências quanto às relações de C&T e Sociedade. Na proposta CTSA há um entendimento de que a dimensão ambiental pode acrescentar um sentido que permite questionar as consequências do desenvolvimento científico e tecnológico e tem o potencial de estabelecer diálogo com realidades próximas dos estudantes. A aproximação da abordagem CTSA à EDH traz novas perspectivas para a Educação em Ciências. Este trabalho apresenta uma avaliação da sequência didática Flutuação dos corpos e a vida (AUTORES, 2018), desenvolvida junto a alunos universitários em formação inicial.

## Plâncton: a vida à deriva

O plâncton é um conjunto de seres vivos que não conseguem vencer os fluxos de água e são conduzidos pelas massas de água, estando presentes nas águas doces e marinhas. O fitoplâncton é o plâncton que realiza fotossíntese, incluindo microalgas e cianobactérias, com tamanho entre 0,2 a 2000µm. Para que esse processo seja possível, é necessária uma fonte externa de energia que permita a elaboração de moléculas mais complexas a partir das substâncias inorgânicas simples, como o gás carbônico e a água. Para o fitoplâncton a luz é a fonte de energia externa. A importância desse processo fotossintético para o planeta é de proporções gigantescas, uma vez que como seu subproduto ocorre liberação do gás oxigênio que dissolvido na água é transferido em parte para a atmosfera, sendo responsável por 45% (FALKOWSKI et al ., 2004) a 70% (FIELD et al ., 1998;) do processo de fotossíntese de todo o planeta.

A eutrofização crescente das águas, processo que se caracteriza pelo aumento da concentração de nutrientes disponíveis na água, afeta diretamente o fitoplâncton e tem como principal agente as atividades antrópicas, como os despejos de origem agrícola, doméstica e de alguns setores da indústria (ESTEVES, 2011). A consequência mais evidente para o fitoplâncton será o crescimento descontrolado de suas populações, colorindo as águas, o que recebe o nome de Floração ou Maré Vermelha, fenômeno que pode vir acrescido de risco de intoxicação aos seres humanos e à fauna aquática. Para o fitoplâncton é fundamental a exposição à radiação nos comprimentos de onda fotossinteticamente ativos, sendo necessário

que ele se mantenha até a profundidade em que energia luminosa penetre na água, a chamada zona eufótica. A profundidade de penetração de luz na água varia em virtude da maior ou menor presença dos vários elementos que absorvem e/ou dispersam luz, sendo requeridas adaptações para a flutuação na água. A diversidade gerada se revela com expressões das formas mais inusitadas, onde frequentemente as células são adornadas, o que as tornam muito bonitas.

- O fitoplâncton precisa vencer a atração exercida pela força da gravidade e reduzir a velocidade de sedimentação na água ou, caso contrário, isso pode significar sair da zona eufótica e ter reduzida sua possibilidade de realizar fotossíntese. O modelo que descreve a sedimentação de uma pequena partícula em um meio fluido foi elaborado inicialmente por Stokes e complementado empiricamente com um fator relativo à forma da partícula (ɸr) por Padisák et al (2003), resultando na equação:

<!-- formula-not-decoded -->

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De acordo com Padisák et al. (2003), ws= velocidade de sedimentação em m.s -1 ; g=aceleração da gravidade (9,8 m.s -2 ); d 2 =diâmetro da partícula;  c = densidade da partícula (kg.m -3 );  w=densidade da água;  = viscosidade da água (kg m -1 s -1 ); ɸr = fator da resistência pela forma (valor adimensional que expressa o fator pelo qual a velocidade de sedimentação de uma partícula difere da de uma esfera de igual volume e densidade).

A velocidade de afundamento, ou de sedimentação do fitoplâncton, seguirá as mesmas determinações que qualquer outra partícula na água. Um tamanho celular excessivamente diminuto traz o risco de uma fácil ingestão por herbívoros e algumas adaptações fisiológicas são verificadas com o fim de reduzir a densidade celular. Do ponto de vista morfológico observa-se no fitoplâncton uma predominância de formas não esféricas ou sub-esféricas, o que significa um aumento de ɸr (Fig. 1). A exceção é notada entre as algas que possuem flagelo, o que garante o deslocamento necessário para sair da zona sem luz. Assim, a aparente 'extravagância' de formas microscópicas dentro da água é consequência de uma seleção evolutiva por formas que apresentem elevado ɸr. Isso significa uma seleção evolutiva para a morfologia das microalgas planctônicas que se afastam do formato esférico ou sub-esférico para assumir formatos complexos, mas que adquirem maior resistência ao afundamento.

## Análise da avaliação da aplicação da Sequência didática

A sequência didática Flutuação dos corpos e a vida foi aplicada durante o ano de 2017 na disciplina EDP de um curso de Licenciatura em Física numa universidade pública do Rio de Janeiro. Cursavam a disciplina três alunos de Física (E1, E2, E5)), três de Biologia (E3, E4, E12) e nove de Pedagogia (E6, E7, E8, E9, E10, E11, E13, E14, E15)), conjuntamente. Os alunos responderam a questões iniciais e finais no início e no final de duas aulas teórico-práticas:

Questões Iniciais (I): Quais elementos não podem faltar a um ambiente saudável? Quais são os principais impactos tecnológicos que afetam as condições para a vida no planeta Terra? Como a água é afetada por esses impactos socioeconômicos? Que ações podem ser pensadas para a prevenção e precaução da degradação da água? Qual o papel dos oceanos para a vida no planeta Terra? O

direito ambiental - direito humano a viver em um ambiente saudável - pode ser considerado um direito humano?

Questões Finais (F): Quais fatores degradam a água e assim reduzem o processo de fotossíntese do plâncton? De que maneira o crescimento descontrolado das algas afeta o direito ao um ambiente saudável? Quais as possibilidades dessa sequência didática interdisciplinar ter empoderado alunos/cidadãos para a tomada de decisão diante de eventuais problemas ambientais contemporâneos com os quais de deparam? De que maneira essa sequência pode ter colaborado para a formação de sujeitos de direitos?

As respostas escritas foram submetidas à análise de conteúdo, com o interesse inicial em perceber o pensamento prévio dos alunos acerca de um ambiente saudável e o papel da água nesse contexto e, ao final, conhecer o que foi apropriado pelos participantes, em termos de teorias, conceitos, explicações, modelos apresentados nas aulas.

Quadro1: categorias das diferentes percepções iniciais dos estudantes

## Quadro 2: categorias das diferentes percepções finais dos estudantes

Observa-se na análise uma perspectiva interdisciplinar envolvendo Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA) nas respostas da maioria dos alunos, desde o início até após o final da sequência. O tema de meio ambiente possui relevância cultural e cognitiva na sociedade contemporânea e isso se reflete nas respostas iniciais da sequência didática. Este é um aspecto positivo, mas ao mesmo tempo percebe-se que as informações de senso comum, muitas vezes fragmentadas e incompletas, ou mesmo equivocadas, também estão presentes no entendimento dos alunos sobre o assunto. Porém, alguns objetivos da sequência didática não se mostram atendidos, uma vez que encontramos duas únicas respostas que demostram relações entre um ambiente saudável e a produção planctônica de Oxigênio nas águas dos mares, rios e lagoas. Da mesma forma, a mais complexa noção acerca da importância da flutuação do fitoplâncton na zona eufótica não foi claramente equacionada, nem mesmo pelos alunos do curso de Biologia.

Diante das repostas dos estudantes, se mostrou necessário um maior detalhamento sobre a flutuação do fitoplâncton na perspectiva interdisciplinar, uma vez que nelas os aspectos levantados pelos alunos foram predominantemente biológicos - luz para produção de oxigênio, deixando de fora as estratégias de seleção da forma das algas que permitem a sua permanência por mais tempo na zona eufótica. Uma elaboração que considere de forma interdisciplinar ambos os aspectos, físicos e biológicos, é de alta complexidade e passa pela introdução de um fator forma na equação de Stokes. Para isso uma pergunta final específica deveria

ter sido feita de modo a remeter os alunos à percepção do fator forma como diferencial biológico para facilitar a flutuação. Já que o tema foi trabalhado na sequência didática, em uma próxima oportunidade, portanto, será inserida a questão: A partir do conteúdo apresentado, que estratégias do fitoplâncton são utilizadas para flutuação?

Ressaltamos o reconhecimento final dos estudantes na colaboração desse tipo de atividade interdisciplinar que aproxima a educação em direitos humanos da educação em ciências, tanto na formação de seus futuros alunos como cidadãos empoderados para tomar decisões quanto na sua formação como professores.

## Considerações finais

A proposta interdisciplinar, sob uma abordagem CTSA, motivou os estudantes das três áreas envolvidas. A turma de 16 estudantes de três cursos de uma universidade pública do Rio de Janeiro respondeu a questões iniciais e finais, sendo suas respostas categorizadas. Nas categorias podem ser reconhecidas poucas visões mais restritas em contraposição a percepções interdisciplinares que relacionam a ciência à biologia, à tecnologia, à sociedade e ao ambiente.

Observa-se inicialmente e também ao final uma perspectiva para a resolução de problemas ambientais (por exemplo: conscientizar as pessoas), sem indicar os responsáveis por tais ações. No entanto ocorrem afirmações politizadas, como 'a necessidade de fiscalização e de políticas públicas' que reconhecem o papel do estado no contexto das soluções.

## Referências

ESTEVES, F. A. Fundamentos de limnologia . Ed. Interciência. 3ª ed. 2011. 826.

FALKOWSKI, P. G.et al. The Evolution of Modern Eukaryotic Phytoplankton. Science . 305, 354-360. 2004.

FIELD, C. et al Terrestrial and Oceanic Components Primary Production of the Biosphere: Integrating. Science 281, 237, 1998.

NOVELINO, M. Direito Constitucional. São Paulo: Editora Método, 2009, 3º ed., 362/364.OLIVEIRA, R. D.; QUEIROZ, G. Educação em Ciências e Direitos Humanos - reflexão-ação em/para uma sociedade plural Rio de Janeiro : Editora Multifoco, 2013 104 p.

PADISÁK, J. Piet al. Sinking properties of some phytoplankton shapes and the relation of form resistance to morphological diversity of plankton -an experimental study. Hydrobiologia 500: 243 -257. 2003.

OLIVEIRA, R. QUEIROZ, G. O cotidiano, o contextualizado e a Educação em Direitos Humanos. In OLIVEIRA, R.; QUEIROZ, G. (ORG). Tecendo diálogos sobre Direitos Humanos na Educação em Ciências . São Paulo: Livraria da Física, 2016, v.1, 453 p.

QUEIROZ, G.; DOMINGOS, P. A Flutuação dos corpos e a vida, In NASCIMENTO, S.; BATISTA, M.R. Interdisciplinaridade para além da sala de aula , Belo Horizonte: Rolimã Editora, 2018, 150 p.

SANTOS, W. Contextualização no Ensino de Ciências por Meio de Temas CTS em uma Perspectiva Crítica. Ciência &amp; Ensino vol 1, número especial, nov 2007.

STRIEDER, R.B.; KAWAMURA, M.R. Educação CTS: parâmetros e propósitos brasileiros Alexandria, v.10, n.1, 2017.