A FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NOS LIVROS DIDÁTICOS: UM OLHAR INICIAL PARA A FORMAÇÃO ACADÊMICA DOS AUTORES

## A FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NOS LIVROS DIDÁTICOS: UM OLHAR INICIAL PARA A FORMAÇÃO ACADÊMICA DOS AUTORES

## MODERN AND CONTEMPORARY PHYSICS IN TEXTBOOKS: AN INITIAL LOOK AT THE ACADEMIC TRAINING OF AUTHORS

## Leonardo Aleixo Rodrigues¹, Thaís Balada Castilho², Nilva Lúcia Lombardi Sales³

1 Universidade Federal do Triângulo Mineiro, leoalerodrigues@hotmail.com 2 Secretaria de Educação do Estado de Minas Gerais, taisballada@hotmail.com 3 Universidade Federal do Triângulo Mineiro, nilvasales@gmail.com

## Resumo

Apesar de discussões sobre a inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMC) no contexto escolar ocorrerem há pelo menos 30 anos, estes temas ainda estão não estão presentes nas aulas do Ensino Médio. Nesse cenário, o Livro Didático (LD) exerce um importante papel, pois é um dos principais objetos de aprendizagem utilizados pelo professor para planejar e ministrar suas aulas. No Brasil, o Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) é responsável por sua avaliação e distribuição. Com o intuito de contribuir para as discussões sobre ensino de FMC, realizamos uma pesquisa qualitativa em todos os LD de Física aprovados pelo PNLD 2018 e investigando a formação acadêmica dos autores dos LD bem como a maneira com que os temas de FMC estão inseridos nestes livros. Percebemos algumas pequenas mudanças no quadro de autores entre as duas últimas edições do PNLD, mas com algumas alterações com relação a maior presença de licenciados em física e mestres ou doutores em Ensino de ciências ou Educação. Contudo, essa que seria uma formação adequada para os autores dos LD ainda era minoria entre os autores. Algumas relações entre essa formação e a inserção da FMC nos LD forma percebidas na predominância de temas modernos em relação aos contemporâneos da física, assim como na forte presença de uma abordagem histórica pouco adequada ao ensino desses temas.

Palavras-chave : Livro didático, física moderna e contemporânea, formação acadêmica, ensino de física.

## Abstract

Although discussions about the insertion of Modern and Contemporary Physics (FMC) in the school context have occurred for at least 30 years, these themes are not present in high school classrooms. In this context the textbook plays an important role, as it is one of the main learning objects used by the teacher to plan and teach his classes. In Brazil, the National Textbook Program (PNLD) is responsible for its evaluation and distribution. In order to contribute to the discussions on teaching FMC, we conducted a qualitative research in all textbook of Physics approved by the PNLD 2018 and investigating the academic education of the authors of textbook as well as the way in which FMC themes are inserted in these books. We

noticed some small changes in the authors' framework between the two last editions of the PNLD, but with some changes in relation to the greater presence of graduates in physics and masters or PhDs in Science Teaching or Education. However, this, which would be an adequate academic training for the textbooks authors, was still a minority among the authors. Some relations between this academic training and the insertion of FMC in the textbook are perceived in the predominance of modern themes in relation to the contemporaries of physics, as well as in the predominance of a historical approach that is not adequate to the teaching of these themes.

Keywords : Textbook, Modern and Contemporary Physics, Academic training, Physics Education.

## Introdução

As teorias modernas e contemporâneas de Física transformaram a compreensão clássica sobre importantes aspectos que já eram bem estabelecidos, tais como a representação conceitual de massa, energia, espaço e tempo. Historicamente, a evolução da Física é dividida por Física Clássica, com teorias que antecedem o século XX, Física Moderna (FM) teorias no início do XX, como a teoria da relatividade por exemplo, e Física Contemporânea (FC), que tem sua origem por volta 1945 (final da Segunda Guerra Mundial), com o estudo de partículas subatômicas (DOMINGUINI, 2012). De forma geral, a FC, como o nome diz, envolve as teorias da física que ainda estão em desenvolvimento, tais como a nanociência, as partículas elementares, entre outras.

Apesar de sua notável importância, segundo Luz e Higa (2013) ainda há uma grande discussão a respeito inserção de temas de FM no Ensino Médio (EM). O ensino de Física Moderna e Contemporânea (FMC) é uma das propostas de mudança para o ensino de física no contexto chamado novo EM (MENEZES, 2000; KAWAMURA e HOSOUME, 2003) vinda da reformulação iniciada em meados dos anos 1990 (SALES, 2014). Ainda assim, a literatura mostra a existência de muitas dificuldades a serem superadas para que a FMC seja implementada de forma efetiva no cotidiano escolar. (LUZ e HIGA, 2013; SALES, 2014)

Santos e Curi (2012), colocam que a maioria dos professores de Física do Brasil não são licenciados em física, e ainda que alguns deles não possuem nenhuma formação pedagógica necessária para atuarem como docentes. Esse cenário indica uma possível dificuldade para discussões de temas mais complexos e densos de Física, fazendo com o Livro Didático (LD) tenha um papel muito importante no auxílio e na construção das aulas destes professores. Pois ele não somente pauta a estruturação da disciplina de Física bem como é a fonte dos enunciados sobre ciência, influenciando, portanto, de forma substancial, a construção das visões epistemológicas dos alunos de Ensino Médio.

Nesse contexto, é de suma importância que os conteúdos presentes nos LD sejam coerentes e adequados para permitir aos professores uma discussão reflexiva sobre assuntos próximos ao cotidiano dos alunos. Essa realidade faz com que exista uma preocupação na formulação desse material, tendo em vista sua importância (CASTILHO, 2014). Por conta disso, esse trabalho propõe um olhar para a formação acadêmica dos autores dos LD aprovados nas edições de 2015 e 2018 do Programa Nacional do Livro Didático (PNLD). Afinal consideramos que esse pode ser um dos fatores importantes para as discussões sobre a forma como os LD abordam a FMC.

Apresentamos aqui um recorte de uma monografia sobre o panorama atual da FMC nos livros didáticos aprovados pelo PNLD de 2018 pela avaliação destes em comparação com análises semelhantes presentes na literatura. Os principais trabalhos utilizados nessa comparação foram Lima, Ostermann e Cavalcanti (2017), que analisam como a Física Quântica é abordada nos LD aprovados no PNLD de 2015 e olharam para a formação dos autores e Castilho (2014) que descreve os conceitos e as abordagens de FMC presentes nestes mesmos livros.

## Método de Pesquisa

Esse trabalho apresenta uma pesquisa de natureza qualitativa apoiada nas ideias de Bogdan e Biklen (1982) e retomadas por Lüdke e André (1986) que destacam como características desse tipo de pesquisa a predominância de dados descritivos e tem no pesquisador um importante instrumento para a construção dos dados. Como envolve a análise de Livros Didáticos, trata-se de uma pesquisa qualitativa documental. Segundo Lüdke e André (1986, p. 38), a análise documental tem potencial de revelar novos aspectos e interpretações sobre um tema em estudo e permite ampla análise e comparação temporal. Nossa análise será realizada a partir do panorama construído pelos documentos e baseada no comparativo com outros trabalhos semelhantes presentes na literatura.

Para realização desta pesquisa, utilizamos todas as 12 coleções aprovadas no PNLD 2018, sendo que cada uma contêm três livros. O Quadro 1 indica as coleções analisadas. Utilizaremos o código da primeira coluna para identifica-las ao longo deste trabalho.

Quadro 1 - Descrição dos Livros Didáticos aprovados pelo PNLD 2018 analisados

Fonte: Elaborado pelos autores, 2020

## Resultados e Discussão

Lima, Ostermann e Cavalcanti (2017) analisaram a formação acadêmica dos autores das coleções aprovadas no PNLD 2015. Para construção dos dados, os pesquisadores levaram em conta as informações contidas nos livros didáticos como também aqueles presentes na plataforma Lattes desses autores. Fizemos um levantamento seguindo os mesmos parâmetros para o PNLD 2018. Destacamos que mesmo tendo coincidência de várias coleções dos LD nas duas edições da avaliação, existem diferenças entre os autores. Destacamos a ausência de duas coleções na edição atual e a diminuição no grupo de autores que agora é 41, enquanto antes eram 47. Além disso, oito autores foram substituídos, alterando a autoria de duas coleções que apareceram nas duas edições da avaliação.

Construímos a Tabela 1 que apresenta um comparativo da formação acadêmica dos autores do PNLD 2015 e 2018. Uma informação importante a destacar é que diversos autores possuem mais de uma graduação, o que justifica termos uma porcentagem maior que 100 para essa informação.

Tabela 1 - Informações comparativas sobre a Formação Acadêmica dos autores dos Livros Didáticos de física aprovados no PNLD edições de 2015 e 2018.

Fonte: Elaborado pelos autores, 2020

Nota: os dados da edição de 2015 do PNLD foram extraídos de LIMA, W. N.; OSTERMANN, F e CAVALCANTI, C. J. H., 2017, p. 446

Ao olharmos para a coluna que indica a formação em nível de graduação dos autores do PNLD 2015 na Tabela 1, podemos perceber que boa parte deles não possui Licenciatura em Física (36%). Uma parte considerável desses autores é Bacharel em Física (28%). Podemos destacar também, a presença de autores (19%) que são engenheiros. Ao comparar essa informação para a edição do PNLD 2018 podemos notar que, ainda que tenha havido alterações nos autores de coleções, o percentual de Licenciados em Física permanece próximo. Também notamos uma redução na categoria 'Bacharel em Matemática' e um notável percentual da 'Outros'

(9.7%), que inclui graduações como em Medicina e Letras o que nos causou estranheza.

Olhando agora para a pós-graduação, percebemos que metade dos autores não possui mestrado no PNLD 2015 e na edição de 2018 esse percentual ultrapassa 60%. Notamos também uma redução nos mestrados em Física (de 15% para 4,9%) e um pequeno aumento quanto aos mestrados em Ensino/Educação (de 21% para 24,3%). Quanto a autores com doutorado, notamos uma pequena redução no percentual de autores sem esse título (de 86% para 80.5%). Porém, relembramos que se têm seis autores a menos no PNLD mais recente, que pode indicar não um aumento significativo na quantidade de doutores, mas um o aumento no percentual pela redução na quantidade de autores.

Ainda que Lima, Ostermann e Cavalcanti (2017) não façam uma discussão geral sobre a relação entre a formação acadêmica dos autores e os livros, há algumas reflexões pontuais que nos chamaram atenção. Por exemplo, afirmam que:

[...] identificamos que os tópicos mais presentes nos livros didáticos do PNLDEM 2015 são os mesmos presentes em livros didáticos usados no Ensino Superior. Considerando que a maioria dos autores não tem uma formação em Física Moderna e Contemporânea além da graduação, supõese que esses se inspiraram em sua própria formação para a escrita dos livros didáticos, cometendo inclusive os mesmos erros de historicidade dos livros usados no Ensino Superior. (LIMA, OSTERMANN, CAVALCANTI, 2017, p. 454).

Nesse momento, os pesquisadores se referem a grande parcela de autores dos LD sem pós-graduação que pode ser um dos motivos para a maior quantidade de temas de Física Moderna em relação à Física Contemporânea. Pois seguem os temas que estiveram presentes durante sua graduação, que poderiam ser mais fáceis de discutir se comparados com temas de FC, que provavelmente exigiriam uma maior reflexão desses autores sobre o que e como abordá-los. Corroborando com essa reflexão, notamos essa predominância de temas de FM em relação à FC em nossa análise do PNLD atual. E também, mesmo quando a coleção conta com temas de FC, os mesmos aparecem, em sua maioria, de forma superficial. Alguns autores demonstraram até mesmo ter dificuldades ou não reconhecerem a diferença entre a FM e a FC, seja pensando na marcação histórica ou conceitual, por exemplo.

Outro elemento que podemos trazer das nossas análises para essa discussão diz respeito à forma como a FMC era apresentada nos LD. Em nossa pesquisa percebemos, assim como Castilho (2014), que a História da Ciência é a abordagem mais presente ao tratar os temas da FMC. Assim, destacamos aqui como algumas coleções aprovadas no PNLD 2018 fazem tal tratamento. Em C3 (p. 255) encontramos: 'Posteriormente, em 1929, o astrônomo Edwin Hubble (18891953) descobriu, ao analisar a luz de galáxias distantes, que o Universo está em expansão.'. Em C6 (p. 248): 'O físico austríaco Josef Stefan (1835-1893) obteve, em 1879, empiricamente, a seguinte expressão, que outro físico austríaco, Ludwig Boltzmann (1844-1906), demonstrou matematicamente em 1884 [...]'. Já em C11 (p. 220):

Quase que simultaneamente (no mesmo ano), porém de maneira independente, o físico inglês George Paget Thomson (1892-1975), filho de J.J. Thomson - o descobridor do elétron -, também obteve padrões de difração de elétrons em lâminas de celuloide, semelhantes ao que se vê na figura. Por essa descoberta, G. P. Thomson dividiu com C. J. Davisson o Prêmio Nobel de Física em 1937.

Evidenciamos também o uso de textos complementares com biografias ou para informar sobre algum acontecimento histórico, como em C11.

Figura 1 - Texto complementar de Livro Didático sobre Marie Curie

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Fonte: Volume 3 da coleção Física - Ciência e Tecnologia (PENTEADO E COLABORADORES, 2016, p. 236).

Essa maneira de abordar os temas de Física acaba por contribuir para os estereótipos de uma ciência linear e construída por gênios, o que vai de encontro com a proposta da História da Ciência. Os autores Lima, Ostermann e Cavalcanti (2017), também demonstram, ao citar Martins (2007); Hotteck, Silva (2011), Vidal; Porto (2012), sua preocupação com a forma em que a história da ciência tem sido abordada nos Livros de Física: 'A abordagem simplista sobre a História da Ciência em livros didáticos não é algo novo e configura-se como um obstáculo à inserção de História e Filosofia da Ciência no Ensino já retratado em diferentes pesquisas' (LIMA, OSTERMANN E CAVALCANTI, 2017, p. 449). Em outro trecho, os autores destacam ainda que:

Essa fragmentação da história, nos livros didáticos, indica uma assimetria epistemológica na abordagem do tema: os autores apresentam os tópicos da Física Quântica (dentro do enunciado) sob um viés histórico (com um modelo de evolução linear), mas não colocam a própria Física Quântica num debate histórico mais amplo. Ainda que assimétricas, ambas abordagens veiculam um viés positivista, pois simplificam ao extremo as complexas relações dialógicas de construção da ciência. ( Ibidem , p. 449)

Destacamos a coleção C10, pela forma como utiliza a História da Ciência para construir conceitos de Física. Diferente de grande parte das coleções analisadas, nessa encontramos uma contextualização dos movimentos científicos da época, se aproximando um pouco mais do que a literatura propõe como a forma adequada de incorporar a História e Filosofia da Ciência no Ensino de Física. Notamos trechos como:

O éter luminoso e as experiências baseadas no movimento da Terra em relação a ele levaram a uma profunda mudança nas formas de conceber a Física, o que culminou na teoria da relatividade. Graças a ela, determinouse que grandezas comuns, como o espaço, o tempo e a massa, modificamse quando aceleradas a altas velocidades. O estudo da luz, ou melhor, das ondas eletromagnéticas em geral, ofereceu outra oportunidade para a Ciência rever seus pressupostos básicos [...]. (C10, p. 200)

Essa coleção também é destacada por Lima, Ostermann e Cavalcanti (2017), como apontam ao discutirem sobre os enunciados dos temas de Física Quântica no PNLD 2015:

O único enunciado que não veicula uma visão positivista em sua estrutura composicional e tema é o contido no livro Física Conceitos e Contextos (OLIVEIRA et. al, 2013), cujo primeiro autor tem doutorado em epistemologia e história da ciência. Tal fato sugere que a falta de formação em epistemologia implica uma possível falta de crítica com relação à veiculação de visões ultrapassadas de ciência. ( Ibidem , p. 453)

Acreditamos que a formação em nível de pós-graduação em Ensino de Física/Educação da maior parte dos autores seja uma das razões que justifica essa forma de utilizar a HFC. O que acaba contribuindo para a quebra dos estereótipos de gênios e suas descobertas, apontado por Castilho (2014), Lima, Ostermann e Cavalcanti (2017) e também encontrada em nossa análise.

## Considerações Finais

Neste trabalho, que é um recorte de uma monografia que analisou a inserção da FMC em LD avaliados pelo PNLD, investigou a relação entre a formação dos autores destes livros com a abordagem desses temas. Destacamos que essa não foi uma análise pontual da edição mais atual do PNLD, mas sim um comparativo desta com outras análises semelhantes já presentes na literatura. Com isso é possível observar eventuais mudanças e/ou acomodações existentes nos livros didáticos com relação aos tópicos de FMC.

Um primeiro elemento que percebemos que ocorreu em análises realizadas nas duas últimas edições do PNLD é a preferência por temas da chamada Física Moderna em relação à Física Contemporânea. Ainda que sejam necessárias outras investigações para entender melhor essa escolha, consideramos que a presença de autores sem licenciatura em física e/ou pós-graduação em Ensino/Educação pode ser um ponto a ser considerado, pois essas seriam formações que poderiam favorecer uma discussão sobre o ensino de temas contemporâneos de física.

Outra característica que achamos que esse perfil de formação dos autores pode influenciar é a utilização inadequada da História e Filosofia da Ciência. Tanto a nossa análise, como as anteriores que utilizamos, indicavam que essa abordagem que contribuía para o estereótipo de descobertas realizadas por 'gênios', se mostrou presente na maioria das coleções, exceto uma com autores licenciados em física e mestres ou doutores em Ensino/Educação.

Por fim, entendemos que a formação dos autores dos Livros Didáticos deve ser um elemento a ser considerado ao discutir sobre a inserção de temas de FMC nesses livros. Obviamente, não consideramos que seja o único ou o principal elemento dessa discussão, mas que não deveria ser desconsiderada, ampliando assim essa discussão sobre as dificuldades dessa atualização das aulas de física.

## Referências 1

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