Um estudo dos trabalhos de revisão bibliográfica sobre a inserção da Física Moderna e Contemporânea na Educação Básica

## UM ESTUDO DOS TRABALHOS DE REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE A INSERÇÃO DA FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NA EDUCAÇÃO BÁSICA

## A STUDY OF THE LITERATURE REVIEW ON AN INSERTION OF MODERN AND CONTEMPORARY PHYSICS IN BASIC EDUCATION

## Carla Nayelli Terra 1 , Jorge Megid Neto 2

1 Unicamp/Programa de Pós-Graduação Multiunidades em Ensino de Ciências (PECIM), carla.nayelli@gmail.com

2 Unicamp/Faculdade de Educação/Departamento de Ensino e Práticas Culturais (DEPRAC), megid@unicamp.br

## Resumo

A inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMC) na educação básica é bastante relevante para a formação dos estudantes e para os processos formativos de professores e tem fomentado um número relativamente considerável de pesquisas divulgadas sob a forma de dissertações e teses, artigos em periódicos científicos ou trabalhos em eventos acadêmicos. Este crescimento da produção científica relativa ao ensino de FMC gerou vários estudos de revisão bibliográfica sobre tal temática. Assim, este estudo visa identificar e analisar os trabalhos de revisão bibliográfica sobre o Ensino de FMC na educação básica apresentados em três 3 eventos nacionais de ensino de Física/Ciências, no período de 2000 a 2017, a fim de destacar as tendências, avanços e lacunas das pesquisas sobre essa temática. Encontramos um total de 27 trabalhos de revisão bibliográfica, os quais indicam, entre outros resultados: um crescimento relevante do número de pesquisas na década de 2000 e 2010; que a maioria das pesquisas sobre Ensino de FMC direciona-se ao ensino médio, investigando concepções dos professores ou propostas pedagógicas para a inserção da temática em contexto escolar; um pequeno número de pesquisas sobre o tema Cosmologia e Astrofísica.

Palavras-chave : Física Moderna e Contemporânea; Revisão Bibliográfica; Pesquisas Acadêmicas; Estado da Arte.

## Abstract

The insertion of Modern and Contemporary Physics (MCP) in Basic Education is very relevant for students' development. Research on MCP teaching has been widely presented in scientific periodicals and in national academic events on the field of Physics/Science teaching. There are also several literature review studies about those researches. Therefore, this study aims at identifying and analyzing literature review papers published in the minutes of three national events on Physics/Science teaching, which addressed the insertion of the MCP in Basic Education, in order to highlight trends, advances and gaps in works founded on that theme. We identified a total of 27 literature review papers. Most of the research is directed to high school level, and to the investigation of teachers' conceptions and pedagogical proposals for the insertion of MCP in the school context. As a gap, we noticed that there is only a small

number of studies dealing with Cosmology and Astrophysics.

Keywords : Scientific Research; Literature Review; Modern and Contemporary Physics; State-of-the-Art in Science Education.

## Introdução

Temas e conteúdos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) comparecem em muitas situações e produtos tecnológicos de nosso cotidiano, além de estarem frequentemente presentes em diversos meios de comunicação social. Grande parte dos temas e conteúdos vinculados a FMC permitem melhor conhecimento de fenômenos cotidianos e do funcionamento de artefatos tecnológicos amplamente utilizados na atualidade, como celulares, micro-ondas, aparelhos de TV, microcomputadores, tomografia, fotossensores, supercondutividade, localizadores espaciais por satélite, energia nuclear, lixo atômico, viagens interplanetárias, buracos negros, telecomunicação entre outros.

No contexto escolar, essa temática vem sendo discutida e implementada em diversos documentos oficiais que remetem à educação no Brasil, principalmente após a incorporação do Ensino Médio (EM) como etapa final da educação básica, estabelecido pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional de 1996. Com isto, O Ensino Médio assumiu um fim educacional de significado próprio, e não somente propedêutico, possibilitando uma formação cidadã de sentido universal e contemplando, além do conhecimento técnico, uma cultura mais ampla aos estudantes. (BRASIL, 1999, p. 4).

Pensando nos conteúdos de FMC, a inserção de temas contemporâneos nas disciplinas ofertadas no EM possibilitará ao aluno, segundo o que dizem os Parâmetros Curriculares Nacionais de Ensino Médio (PCNEM), '[...] condições para desenvolver uma visão de mundo atualizada, o que inclui uma compreensão mínima das técnicas e dos princípios científicos em que se baseiam' (BRASIL, 1999, p. 8).

Autores como Guimarães (2011) e Carvalho (2012) afirmam que, por meio do ensino de Ciências, e mais particularmente da FMC, será possível discutirmos temas atuais da ciência que são de extrema importância na evolução de nossa sociedade. De acordo com Guimarães (2011, p. 25), 'é preciso formar cidadãos críticos e que conheçam pelo menos a base do funcionamento de certas tecnologias', realçando a importância de FMC na vida escolar dos estudantes.

Segundo Terrazzan (1992, p. 213), o ensino de Física nas escolas de EM deve possibilitar a reflexão e interpretação do mundo em que os estudantes vivem. Através do estudo de situações cotidianas em que esses alunos estão inseridos, pode-se abordar conteúdos considerados relevantes. Em sua grande maioria, os alunos de educação básica estão munidos de celulares, computadores e tablets; essa é a realidade que eles vivenciam hoje e, portanto, a abordagem de FMC se torna ainda mais necessária.

A defesa em prol a inserção de tal temática no EM é bastante notória em diversas pesquisas, as quais utilizam como justificativas para tal inclusão: a proximidade dos alunos com o que se está estudando em ciência nos dias atuais; o entendimento envolto aos aparelhos tecnológicos utilizados no cotidiano; gerar motivação aos alunos; trazer uma leitura de mundo atualizada; etc. (TERRAZZAN, 1992; OLIVEIRA; VIANNA; GERBASSI, 2007). Em decorrência disso, ampliou consideravelmente o número de publicações científicas envolvendo a inserção de

FMC nas práticas escolares da educação Básica e nos processos de formação de professores. Essa produção aumentou a tal ponto que começaram a surgir vários estudos de revisão bibliográfica apresentados em eventos acadêmicos da área de Ensino de Física/Ciências, bem como em periódicos científicos.

Nesse contexto, este estudo visa identificar e analisar os trabalhos de revisão bibliográfica publicados nas atas de três eventos nacionais em ensino de Física/Ciências, no período de 2000 a 2017, e que trataram da inserção da FMC na Educação Básica. Pretendemos destacar algumas tendências, avanços e lacunas das pesquisas sobre tal temática, conforme os resultados e conclusões dos estudos de revisão selecionados.

## Procedimentos Metodológicos

Este trabalho consiste em um estudo de revisão bibliográfica (tipo 'estado da arte' ou 'estado do conhecimento') e visa descrever, analisar e avaliar as principais características e tendências do objeto de estudo, conforme Megid Neto (1999), Romanovski e Enz (2006) entre outros.

Utilizamos como corpo de análise estudos de revisão bibliográfica sobre pesquisas divulgadas na forma de dissertações, teses, artigos e trabalhos em eventos e que trataram de FMC na Educação Básica. Portanto, este estudo configura-se em uma revisão bibliográfica de revisões bibliográficas sobre FMC. Selecionamos trabalhos publicados nas atas do Simpósio Nacional de Ensino de Física (Snef), do Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (Epef) e do Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências (Enpec). Definimos o período compreendido do 1º semestre de 2000 ao 1º semestre de 2017 para a identificação dos trabalhos, o que abrangeu 9 edições de cada um dos eventos escolhidos.

Optamos por fazer o levantamento nesses eventos por notar, nas últimas edições dos mesmos, uma quantidade relativamente significativa de trabalhos de revisão bibliográfica sobre FMC, o que não foi percebido quando percorremos preliminarmente periódicos de ensino de Física/Ciências. É interessante complementar o presente estudo com uma busca sistemática em periódicos.

No processo de busca utilizamos palavras-chave como: FMC, Física Moderna e Contemporânea, Física Moderna, Física Quântica, Relatividade entre outras, ou ainda a leitura dos títulos dos trabalhos apresentados no evento quando não havia sistema de busca disponível. Após a identificação dos trabalhos que abrangeram a temática FMC na Educação Básica, por meio da leitura dos respectivos Resumos selecionamos exclusivamente os trabalhos que se caracterizaram como pesquisa de revisão bibliográfica ou estudo do tipo 'estado da arte'.

Por fim, realizamos a análise desse material a fim de destacar as tendências e lacunas que os estudos de revisão bibliográfica selecionados apontam a respeito da inserção e ensino da FMC na Educação Básica. Para análise dos dados, pautamonos pela análise de conteúdo (BARDIN, 2008) a partir de descritores estabelecidos a posteriori, por meio de leitura flutuante dos estudos de revisão bibliográfica. Cabe esclarecer que, em geral, cada estudo de revisão bibliográfica assume indicadores próprios para análise dos documentos selecionados, tendo em vista os objetivos de cada estudo. Procuramos agrupar esses indicadores em um conjunto de descritores discriminados a seguir. Interessou-nos, também, conhecer quais descritores ou indicadores analíticos foram utilizados pelos estudos de revisão, visando subsidiar

uma pesquisa de mestrado em desenvolvimento pelos autores deste trabalho. Configuramos o seguinte conjunto de descritores:

- -Tipos de Documentos Analisados: indica o veículo de publicação das pesquisas analisadas nos estudos de revisão bibliográfica (artigos em periódicos; trabalhos completos em eventos; dissertações e teses).
- -Base Institucional em que as pesquisas sobre ensino de FMC foram desenvolvidas, em especial no que se refere às instituições acadêmicas produtoras e respectivas regiões geográficas.
- -Nível Escolar abrangido pelas pesquisas sobre FMC (Educação Infantil; Ensino Fundamental; Ensino Médio; Educação Superior).
- -Áreas/Temas de FMC tratados nas pesquisas sobre ensino de FMC (Relatividade; Mecânica Quântica; Cosmologia e Astrofísica; Modelo Atômico etc.).
- -Tipo de Práticas Pedagógicas desenvolvidos nas pesquisas sobre ensino de FMC na Educação Básica.
- -Foco Temático das pesquisas sobre FMC (Ensino e Aprendizagem; Formação de Professores; Características dos Professores; Características dos Alunos; Formação de Conceitos; História, Filosofia e Sociologia da Ciência; Educação em espaços não formais e divulgação científica; Recursos Didáticos; Linguagens e Discurso etc., conforme Teixeira e Megid Neto (2012)).
- -Tipos de Pesquisa do ponto de vista metodológico: pesquisa-ação; pesquisa de análise de conteúdo; pesquisa de análise do discurso; estudo de caso; pesquisa experimental etc.).

## Resultados e Discussão

No período de 2000 a 2017, localizamos 27 estudos de revisão bibliográfica sobre pesquisas abrangendo FMC na Educação Básica, apresentados nos Snef, Epef e Enpec, cujos títulos, autores e respectivos eventos estão relacionados em Apêndice. Foram 12 trabalhos publicados nos Snef (2011, 2013, 2015, 2017), 5 nos Epef (2011, 2014) e 10 nos Enpec (2007, 2009, 2013 e 2015). Interessante notar que a maior parte dos trabalhos de revisão bibliográfica concentra-se na década de 2010, não havendo trabalhos anteriores a 2007. Também merece destaque o número de 6 estudos de revisão bibliográfica sobre FMC apresentados num único evento (Snef 2017), indicativo do crescimento do interesse pela temática da FMC e por estudos do tipo 'estado da arte'. A discussão sobre FMC e seu ensino foi linha temática exclusiva em várias edições desses eventos na década de 1990 e 2000. Isto estimulou uma quantidade considerável de trabalhos e, por sua vez, fomentou os estudos de revisão aqui analisados, sobretudo na década de 2010. Mais recentemente, FMC deixou de ser linha temática independente, sendo aglutinada a outras temáticas de pesquisa em Ensino de Física/Ciências, como temas atuais e contemporâneos, movimento CiênciaTecnologia-Sociedade, novas linguagens no ensino entre outras. De qualquer forma, o número expressivo de estudos de revisão bibliográfica sobre a temática FMC no Snef 2017 é um forte indicativo de que as pesquisas nessa temática muito provavelmente continuarão em expansão.

Quanto ao descritor Áreas/Temas de FMC , identificamos 8 trabalhos de revisão bibliográfica que se ocuparam de identificar tais áreas/temas nos respectivos

conjuntos de pesquisas analisadas. Destes, destacamos o trabalho de Garcia e Kawamura (2017), em que a maioria dos trabalhos sobre FMC ali analisados voltouse para a Física Quântica, seguidos de trabalhos que abordam FMC em geral e Relatividade, enquanto trabalhos sobre Astrofísica e Cosmologia apareceram em pequena quantidade.

Em relação ao descritor Práticas Pedagógicas , encontramos 11 trabalhos de revisão, que buscaram analisar as práticas pedagógicas implementadas em pesquisas sobre FMC. Em geral, são destacadas práticas envolvendo História e Filosofia da Ciência, abordagem CTSA (Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente) e uso de Tecnologias de Informação e Comunicação.

- O descritor Foco Temático aparece também em 11 trabalhos. Esse descritor engloba o tema principal de estudo das pesquisas analisadas pelos trabalhos de revisão bibliográfica. Por exemplo, Luz e Higa (2013a) encontraram como tendência pesquisas que investigaram as concepções dos professores, seguidas de propostas desenvolvidas em sala de aula.

Indicadores relativos à Base Institucional das pesquisas sobre FMC, fizeram parte de 8 trabalhos de revisão bibliográfica. Não há concentrações marcantes quanto a esse descritor no que se refere às instituições acadêmicas produtoras. Nota-se, quanto às regiões, elevada concentração de pesquisas nas regiões Sul e Sudeste, o que pode ser explicado pela alta concentração de programas de pós-graduação nessas regiões e também de instituições de ensino superior.

Quanto ao Nível Escolar , encontramos 6 trabalhos de revisão que identificaram o nível escolar abrangido pelas pesquisas sobre FMC. Sobressai significativamente o Ensino Médio sobre os demais níveis escolares, o que pode ser entendido pelo fato de a Física se constituir como disciplina do currículo escolar de Educação Básica apenas no Ensino Médio.

Com respeito ao Tipo de Pesquisa , quatro trabalhos de revisão dedicaramse a essa análise. Destacamos o trabalho de Monteiro e Nardi (2007), que encontrou no conjunto de pesquisas analisadas os seguintes tipos de pesquisa: InvestigaçãoAção do Professor; Investigação-Ação Cooperativa; Análise de Conteúdos; HistóricoEpistemológica; Pesquisa Etnográfica; Proposta de Ensino. Destas, os autores encontraram como maioria as Investigações-Ação do Professor, seguidas das Análises de Conteúdo e, em menor frequência, as Pesquisas Etnográficas.

Outro aspecto a destacar é em relação aos Tipos de Documentos analisados pelos estudos de revisão. Estes documentos poderiam ser artigos de periódicos, artigos de eventos ou teses e dissertações. Encontramos, dentre os 27 trabalhos, 14 que envolveram revisão de artigos de periódicos, 11 que analisaram artigos de eventos e 8 sobre teses e dissertações. A maioria dos trabalhos optou por analisar somente um tipo de documento, enquanto 4 trabalhos abrangeram 2 tipos de documento e somente 1 analisou os três tipos.

## Conclusões

Percebemos, através deste trabalho, o grande número de pesquisas voltadas para a inserção de FMC publicadas em artigos, atas de eventos e dissertações e teses. Exemplificando em números, Garcia e Kawamura (2017) encontraram 138 teses e dissertações entre 1972 a 2011; Araújo e Housome (2013) investigaram o

período de 2002 a 2011 em relação a dois eventos nacionais (Snef e Epef), encontrando 173 artigos, e também analisaram para o mesmo período duas revistas, encontrando um número de 25 artigos. Nota-se, pois, um crescente interesse sobre esta temática, demonstrando ser um tema relevante à área de pesquisa em Ensino de Física. Este crescimento torna-se evidente ao observarmos não apenas os 27 estudos de revisão bibliográfica que localizamos neste estudo, envolvendo publicações sobre FMC em importantes eventos nacionais da área de ensino de Física/Ciências, como também o crescimento do número de teses e dissertações sobre a temática. No trabalho de Garcia e Kawamura (2017), é apresentada a evolução temporal das 138 teses e dissertações defendidas entre 1972 a 2011 e que envolveram temas de FMC e seu ensino. Segundo as autoras, o primeiro trabalho foi defendido em 1985; entre os anos de 1991 a 2004 houve uma média de 3 trabalhos publicados por ano; a partir de 2005 esse número cresceu gradual e intensamente, chegando em 2011 a 20 trabalhos defendidos.

Além disso, destaca-se a quantidade de pesquisas voltadas às práticas pedagógicas para a inserção da temática. Em relação a isso, concordamos com Luz e Higa (2013b) ao comentarem ser de '[...] extrema importância a descrição e análise crítica de propostas de ensino, buscando analisar indicadores de ensinoaprendizagem e a relação entre aluno-professor-objeto de estudo, discutindo elementos de transposição didática de conceitos'.

Em consonância, acreditamos que pesquisas que visam descrever e analisar essas propostas pedagógicas possam contribuir para a divulgação de tal produção e aproximar seus resultados dos professores da Educação Básica, bem como esclarecer quais princípios teórico-pedagógicos vêm norteando essas pesquisas e as práticas inovadoras que propõem.

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## APÊNDICE

## Estudos de Revisão Bibliográfica apresentados nos Snef, Epef e Enpec (20002017)