A FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NOS CURRÍCULOS ATUAIS DO ENSINO SUPERIOR DE FÍSICA

## A FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NOS CURRÍCULOS ATUAIS DO ENSINO SUPERIOR DE FÍSICA

## MODERN AND CONTEMPORARY PHYSICS PRESENTED IN UNDERGRADUATE PHYSICS COURSES

## Ligia Valente de Sá Garcia¹, Maria Regina D. Kawamura 2

1 IFRJ / ligia.garcia@ifrj.edu.br

2 IFSP Instituto de Física / mrkawamura@if.usp.br

## Resumo

A inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio (EM) vem se consolidando, nos últimos anos, como uma forte tendência de renovação curricular. Esse movimento pode ser acompanhado pelo interesse, investigações e propostas desenvolvidas na área de Pesquisa em Ensino de Física, assim como sua progressiva incorporação em livros didáticos, No entanto, e apesar de todos esses esforços, esse não é ainda um movimento de fato presente nas salas de aula. Uma das dificuldades frequentemente constatada, nesse âmbito, é o pouco domínio de conteúdos de FMC pelos professores. Diante desse quadro, nos propomos a investigar como está sendo a formação dos licenciandos em seus cursos de graduação, no que se refere à FMC, tanto no que diz respeito à própria organização e seleção do conhecimento como às ênfases predominantes. Estabelecer uma articulação entre as discussões de FMC no ensino médio e a formação de professores pode ser uma dimensão importante para a recolocação das dificuldades em consolidar a desejada inserção curricular desses temas.

Palavras-chave : Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, Estruturas Curriculares, Bacharelado, Licenciatura.

## Abstract

The introduction of aspects concerning Modern and Contemporary Physics (FMC) in Secondary School (MS) has been receiving more attention, in recent years, as a strong trend of curricular renewal. This movement can be followed by the discussions and proposals developments in the area of Research in Physics Teaching, as well as in its progressive incorporation into textbooks. However, despite all these efforts, this is not yet a theme in fact present in the classrooms. One of the difficulties often found in this context is the lack of knowledge in FMC by teachers. In view of this situation, we propose to investigate how the undergraduate courses are being dealing in relation to the FMC, both in terms of the organization and selection of knowledge as in the predominant emphases. Establishing an articulation between the FMC discussions in high school and teacher initial formation can be an important dimension for outreach the difficulties in consolidating the desired curricular insertion of these themes

Keywords : Modern and Contemporary Physics, Secondary School, Undergraduate physics courses curriculum.

## Introdução

A inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio (EM) vem se consolidando, nos últimos anos, como uma forte tendência de renovação curricular. Uma expressão desse movimento pode ser observada na progressiva incorporação de aspectos relacionados a esse tema em muitos dos livros didáticos de Física do ensino médio, independente de serem livros aprovados ou não pelo Plano Nacional do Livro Didático. Ainda que com presença frequente, pode ser verificado que isso ocorre através de diferentes recortes, ênfases e abordagens. Também extensa vem sendo a análise dessa inserção, como, por exemplo, em Lamarquea e Terrazzann (2009), Dominguini (2012), Cavalcante (2013) ou Valente (2015).

Acompanhando essa tendência, diversos trabalhos de revisão sobre aspectos relacionados a esse tema têm sido apresentados, como, por exemplo Ostermann (2000) ou Pereira e Ostermann (2009). Da mesma forma, inúmeras têm sido as investigações realizadas na área de Pesquisa em Ensino de Física com esse propósito, como revistas em Silva (2011) ou Valente (2017). E, ainda, vários são os trabalhos que tratam de propostas e aspectos relacionados a seu desenvolvimento em sala de aula, como apontam investigações e trabalhos como Oliveira et al. (2007), Valente (2009) ou Silva (2015).

No entanto, e apesar de todos esses esforços, esse não é ainda um movimento de fato presente nas salas de aula, persistindo algumas (ou muitas) dificuldades, em diferentes âmbitos.

Alguns aspectos que chamam a atenção, no conjunto dos trabalhos acima mencionados, são uma compreensão pouco definida ou homogênea em relação ao que se considera como FMC, ou seja, quais temas são incluídos sob essa designação, além de quais abordagens poderiam ser privilegiadas em seus tratamentos. Em parte, e como consequência, os livros didáticos nem sempre parecem ser adequados aos objetivos a que se propõem. A própria natureza do que se entende por FMC ainda parece ser pouco definida. Além disso, diversos trabalhos relatam a dificuldade dos professores em lidar com conteúdos dessa natureza, mencionando que muitas vezes não tiveram oportunidade de aprofundar muitos de seus conceitos nos cursos de formação inicial.

Diante desse quadro, nos propomos a investigar como está sendo a formação dos licenciandos em seus cursos de graduação, no que se refere à FMC, tanto no que diz respeito à própria organização e seleção do conhecimento como às ênfases predominantes. Estabelecer uma articulação entre as discussões de FMC no ensino médio e a formação de professores pode ser uma dimensão importante para a recolocação das dificuldades em consolidar a desejada inserção curricular desses temas. Ao mesmo tempo, e no sentido de explicitar possíveis especificidades dos cursos de licenciatura, pretendemos investigar também como está sendo essa mesma formação oferecida nos cursos de bacharelado. Em ambos os casos, nos restringimos às estruturas curriculares.

## O currículo e as disciplinas

Em relação à noção de currículo, muitas têm sido as abordagens e compreensões, em função das teorias mais gerais que diferentes autores utilizam. A maior parte deles converge sobre as limitações do que seria o currículo oficial.

Lopes e Macedo (2011) destacam que a noção de currículo formal é insuficiente para dar conta da multiplicidade de experiências que compõem o currículo. Para se descrever o currículo, segundo essas autoras, seria necessário tratar para além do currículo formal, também do currículo oculto e do vivido.

No entanto, em uma abordagem mais distanciada, e talvez preliminar, é possível perceber que as próprias organizações ou estruturas curriculares dos cursos, através do recorte em disciplinas que promovem, já explicitam certas intenções.

Segundo Lopes e Macedo (2011), algumas abordagens, na discussão curricular, se desenvolveram procurando entender as mudanças que permeiam a organização do conhecimento para fins de ensino, ou seja, as especificidades do conhecimento escolar. Nesse sentido, analisar a organização curricular é compreender a organização do conhecimento mediado pedagogicamente e algumas de suas intenções implícitas.

Em uma primeira delimitação, nos restringimos às considerações que tratam da forma como o conhecimento acadêmico se transforma em conhecimento a ser ensinado nas escolas. Ou seja, mesmo dentre aqueles que defendem um conhecimento escolar quase que equivalente à dimensão dos conteúdos de ensino, há a percepção explícita de que os conhecimentos acadêmicos passam por mudanças e reconfigurações, seleções e novas organizações, ao serem inseridos nas escolas.

As disciplinas escolares representam, para diversos autores, mais do que o espaço de transmissão de saberes elaborados na academia. Se podemos atribuir um papel "estruturante" à função educativa da escola na história do ensino, é 'devido a uma propriedade' das disciplinas escolares (Chervel, 1990). Para esse autor, há um vínculo claro entre a estruturação das disciplinas e as finalidades do ensino. Nesse sentido, o sistema escolar assume um duplo papel: não só forma os indivíduos, mas também define e consolida uma cultura sobre o que ensinar, como parte da cultura do seu tempo.

Reconhece-se, dessa forma, que a própria seleção e organização do conhecimento em disciplinas já expressa intencionalidades curriculares. Forquin (1992) aponta que essa seleção, de uma maneira geral, responde tanto a aspectos epistemológicos e didáticos como a demandas sociais. Assim, uma análise das estruturas curriculares de cursos superiores, por exemplo, pode permitir identificar algumas das ênfases e aspectos privilegiados.

## Estratégia de pesquisa

No sentido de apresentar um panorama da forma como a Física Moderna está inserida na formação de físicos, em nível superior, a proposta desse trabalho é proceder à descrição e análise das estruturas curriculares de Física na formação superior, no Brasil, atualmente.

Para isso, foi construída uma amostra incluindo cinco universidades públicas, sendo uma estadual e quatro federais. O critério para a seleção desse conjunto buscou contemplar instituições de reconhecida atuação em formação de professores, privilegiando uma distribuição geográfica razoavelmente significativa, além da disponibilidade de dados. As instituições escolhidas foram: a Universidade de São Paulo (USP), a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a

Universidade Federal do Paraná (UFPR), a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e Universidade Federal de Pernambuco (UFPE).

Os dados foram obtidos através dos respectivos sites dessas instituições na internet e complementados por solicitações de informações específicas, quando necessário. Para a análise, buscamos verificar a presença no currículo das disciplinas que abordam a FMC, quais são essas disciplinas e como elas estão distribuídas ao longo da formação. Para ponderar a importância relativa, utilizamos a porcentagem, em número de horas e/ou créditos em relação ao conjunto dos cursos.

No decorrer do levantamento, optamos por incluir tanto os cursos de licenciatura como de bacharelado dessas instituições, para efeitos de comparação.

Analisamos, também, as emendas e bibliografias dessas disciplinas, e, com algum detalhe, a presença ou ausência de disciplinas que abordam a Física Nuclear. Esse último aspecto está relacionado ao fato de considerarmos que temas relacionados à energia nuclear deveriam estar presentes no ensino médio, com uma certa especificidade, o que poderia constituir-se em expressão de uma possível intencionalidade.

## As Instituições e a estrutura geral dos cursos

Todas as instituições consideradas oferecem cursos de Licenciatura no período noturno. Além disso, a USP oferece o curso de licenciatura diurno, enquanto há também um curso de licenciatura diurno na UFRS, mas integrado ao bacharelado.

Para construir um panorama geral dos cursos analisados, apresentamos inicialmente as informações sobre a carga horária total dos cursos, o número total de créditos e o número de créditos em disciplinas obrigatórias, tanto para os cursos de Licenciatura como de Bacharelado. Os dados obtidos estão sistematizados na Tabela 1.

Tabela 1- Caracterização dos curso de Licenciatura e Bacharelado em Física das Universidades pesquisadas.

Fonte: Estruturas curriculares dos cursos disponíveis nos sites institucionais

Constatamos que os cursos de licenciatura de todas as instituições analisadas, com exceção da UFPE, têm uma carga horária e número total de créditos superior aos dos cursos de Bacharelado, nas instituições correspondentes. Isso, de certa forma, já era esperado, uma vez que as licenciaturas envolvem aspectos relacionados também aos conteúdos pedagógicos e às práticas de ensino. Quase todos os cursos incluem disciplinas optativas, cujo oferecimento e distribuição é variável, requerendo uma análise mais atenta, complementar a aqui apresentada.

Em relação ao número total de créditos/hora dos cursos de bacharelado, é possível observar uma relativa equivalência, variando de 2400 horas (UFPR) a 2805 (USP). De forma análoga, os cursos de licenciatura variam de 2530 (horas) a 3270 (horas), em uma faixa de variação um pouco maior. É importante observar que esses números têm que ser analisados com a devida cautela, especialmente no caso dos cursos de licenciatura. Como já mencionado, algumas instituições oferecem cursos noturnos, outras diurnos, alguns com estruturas parcialmente relacionadas aos bacharelados, enquanto outras têm estruturas mais independentes. Além disso, o número total de créditos é um indicador muito limitado para os projetos dos cursos, como um todo, uma vez que podem estar envolvidas diversas outras atividades (como estágios, monografias, etc.)

## Disciplinas de FMC e Física Nuclear nos Cursos de Licenciatura e Bacharelado

Para compreender o espaço destinado à FMC nas estruturas curriculares, identificamos sua presença a partir dos nomes das disciplinas e de suas ementas. Para isso, foi verificado o conteúdo proposto para todas as disciplinas que eventualmente pudessem tratar de temas de Física Moderna ao longo dos respectivos cursos. Da mesma forma, embora tradicionalmente incluídos nas disciplinas de Física Moderna, destacamos também o número de créditos correspondente às disciplinas que abordam Física Nuclear (FN). Sintetizamos as informações a respeito do número de créditos em disciplinas obrigatórias que abordam a FMC e a FN, para os cursos de licenciatura (Tabela 2) e bacharelado (Tabela 3). Além disso, são apresentadas as porcentagens dos conteúdos de FM e FN em relação ao número total de créditos em disciplinas dos respectivos cursos.

Tabela 2: Caracterização das disciplinas obrigatórias relacionadas à FMC e FN nos Cursos de Licenciatura em Física das Universidades pesquisadas

Fonte: Estruturas curriculares dos cursos. As porcentagens são calculadas em relação ao total de disciplinas obrigatórias.

Tabela 3: Caracterização das disciplinas obrigatórias relacionadas à FMC e FN nos Cursos de Bacharelado em Física das Universidades pesquisadas

Fonte: Estruturas curriculares dos cursos. As porcentagens são calculadas em relação ao total de disciplinas obrigatórias.

Em relação aos cursos de Licenciatura, como podemos perceber, dentre as instituições pesquisadas, a USP é a que melhor contempla (13%) as disciplinas que abordam a FMC (em disciplinas obrigatórias). No entanto, comparando com os cursos de Bacharelado, as Licenciaturas têm, em média, uma menor atenção com esses conteúdos. É possível observar também que é expressiva a diferença entre os vários cursos de bacharelado. Em particular, a UFRJ é a que contempla em maior porcentagem a FMC (27%), com mais de um quarto dos créditos destinados a essa temática no conjunto dos créditos obrigatórios. Além disso, a UFRJ apresenta uma diversidade maior das temáticas da FMC e, também de disciplinas experimentais.

É importante considerar, no entanto, que a ênfase geral dada em cada um dos cursos depende da combinação entre obrigatórias e optativas selecionadas pelos alunos. Destacamos que a USP é a instituição que disponibiliza um maior número de créditos às disciplinas optativas.

## A presença da Física Nuclear

Em relação à abordagem da Física Nuclear nos cursos de licenciatura, a UFPR é a Universidade que destina uma maior porcentagem de créditos a essa abordagem o que percentualmente corresponde a 1,1% dos créditos destinados às disciplinas obrigatórias. Na USP esse percentual corresponde a 0,5%, a UFRJ e UFGS apresentam praticamente o mesmo percentual 0,3% e 0,2%, respectivamente, e destacamos que a UFPE não aborda a Física Nuclear nas disciplinas obrigatórias.

É importante observar que essas porcentagens são contabilizadas considerando um licenciando que não escolha disciplinas optativas que contemplem a Física Nuclear. Ainda assim, esse número de horas na formação dos licenciandos é reduzido.

Em relação à abordagem da Física Nuclear nos cursos de bacharelado, a porcentagem é surpreendente: tanto a USP como a UFPE não contemplam FN em nenhuma das disciplinas obrigatórias, sendo que, nas demais, essa presença é percentualmente muito reduzida.

Para uma análise mais detalhada, consideramos nas ementas das disciplinas que tratam de FMC, os tópicos referentes à FN. Dessa forma, explicam-se os valores percentuais proporcionais, na tabela 2, com número de créditos menor que um. Esse aspecto motivou a sistematização do número de horas (não créditos) em que a FN é prevista para ser tratada ao longo dos cursos de licenciatura, sistematizados na Tabela 4.

Tabela 4: Número de horas destinadas à abordagem da Física Nuclear na licenciatura em Física.

Fonte: Ementas de disciplinas disponíveis nos sites institucionais

Podemos perceber que o número total de horas do curso de Licenciatura destinadas à abordagem da Física Nuclear nas disciplinas obrigatórias é muito pequeno, praticamente desprezível. Destacamos que, na maioria das ementas, a Física Nuclear é, muitas vezes, o último assunto a ser abordado e que, talvez, nem sempre de fato venha a ser contemplado.

Além do número de horas/créditos apresentados, foi também realizada uma análise das ementas das disciplinas, incluindo as referências bibliográficas sugeridas. Uma discussão mais detalhada vai além do espaço disponível. No entanto, foi possível observar que a designação das disciplinas e os conteúdos sugeridos, especialmente de Física Moderna, são, em sua maioria, equivalentes.

## Algumas Considerações

Como discutido nas reflexões sobre currículo, a constituição do conhecimento escolar não é a de simples transposição e simplificação do conhecimento da ciência para o Ensino Superior e, deste, para o Ensino Médio. Não é um processo de seleção puramente 'científico', com um viés exclusivamente epistemológico, já que outros elementos devem ser levados em conta, especialmente quanto aos objetivos formativos e às compreensões acerca das dimensões da formação. De uma maneira geral, são feitas determinadas escolhas, sem serem completamente explicitadas e sem que sejam percebidas como tais, que vão definindo 'o quê ensinar' nos vários níveis. Os resultados apontam que essas escolhas, nos cursos de graduação, são razoavelmente convergentes, naturalizando determinados conteúdos.

Por outro lado, no processo de análise das seleções e escolhas, muitas vezes nos atemos, de certa forma, ao contexto escolar. E isso não é suficiente. Certamente o próprio desenvolvimento da pesquisa científica e de suas formas de institucionalização, a história de seu desenvolvimento local etc. devem ter um papel importante na definição do conhecimento escolar, seja como ênfase a aspectos mais epistemológicos, seja como distanciamentos, seja como pressupostos universalizados, seja como aspectos locais e até mesmo disputas. Da mesma forma, a legislação, diretrizes e tendências educacionais influenciam (ou não) em intensidades e efeitos diferentes, as trajetórias dessa construção.

Na análise dos cursos analisados (tanto licenciatura como bacharelado), constatamos que o entendimento e a organização do que seja a Física Moderna no ensino superior está bem definido, ao contrário do que ocorre no ensino médio. Para que isso ocorresse, não só os cursos de licenciatura, mas também os cursos de bacharelados, foram de tal forma 'naturalizados' que, além de assumirem uma grande padronização em todo o país, pretendem fazer crer que expressam a única forma possível de seleção de conteúdos. E nessa seleção pouco se contempla de Física Nuclear.

Assim, a Física Nuclear é um desses temas que perdeu espaço na formação dos físicos, sejam eles bacharéis ou licenciandos, de tal forma que esse não é mais um conhecimento reconhecido como relevante para a própria formação dos físicos. É possível, em determinadas instituições, que um bacharel complete seu curso sem um mínimo de conhecimentos sobre física nuclear.

Mas não é só a física nuclear, embora essa nos pareça a lacuna mais contundente. Há outros temas contemporâneos, como a nanotecnologia, a cosmologia, os sistemas complexos, etc., que também não foram devidamente incorporados, ou seja, muitos temas de FMC não são tratados no Ensino Superior. E a forma como o são, nos cursos de licenciatura, não incorporam as finalidades formativas que se espera que esses conhecimentos passem a assumir no Ensino Médio.

Disso resulta que a necessidade de conhecimento no Ensino Superior na formação do bacharel em Física e do licenciado diferem em suas finalidades e, obviamente, com as finalidades do Ensino Médio. No ensino superior, espera-se que os futuros professores aprendam os conhecimentos básicos que lhes possam dar autonomia para seu trabalho profissional futuro. Já na Licenciatura, os conhecimentos de física nuclear desempenham um papel importante na medida em que podem promover uma leitura de mundo atualizada, de questões relacionadas ao uso de energia, armamentos ou mesmo suas relações com técnicas de diagnóstico na medicina. Nesse sentido, as disciplinas de Física Moderna presentes nos cursos de licenciatura e bacharelado deveriam assumir identidades específicas e diferenciadas.

Esses aspectos têm o caráter, até agora, de um amplo diagnóstico, embora por sua natureza sejam pouco propositivos. Foi possível compreender a natureza de um certo contraponto, inevitável, entre a formação de bacharéis e licenciandos, no que diz respeito à formação de cada um deles. Ainda que não possamos dar respostas propositivas, essa investigação nos fez compreender que a questão não vai ser resolvida com diretrizes curriculares ou mesmo com novas propostas locais, seja no ensino regular seja na formação continuada. Faz-se necessária uma ação mais focada na natureza da formação inicial.

Portanto, acreditamos que a questão da seleção de conteúdos e sua organização curricular, destes e de outros temas, deveria ser, atualmente, uma discussão de primeira ordem, de maneira que possamos repensar os currículos das licenciaturas em relação às suas finalidades.

## Referências

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Obs.: As informações sobre os cursos foram extraídas de diversos sites institucionais.