ENSINO DE FÍSICA CONTEXTUALIZADO E PANDEMIA: ESTUDO A PARTIR DA PRODUÇÃO DE UM PROJETO TEMÁTICO SOBRE PLACAS FOTOVOLTAICAS

## ENSINO DE FÍSICA CONTEXTUALIZADO: ABORDAGEM DO TEMA PLACAS FOTOVOLTAICAS NO CONTEXTO DO ENSINO REMOTO

## PHYSICS TEACHING CONTEXTUALIZED: PHOTOVOLTAIC PLATES THEME APPROACH IN THE CONTEXT OF THE ONLINE TEACHING

Philipe Jepherson dos Santos Bellini 1 , Vinicius Dias Santos², Gabriel Lisboa de Melo 3 , Luciano Fernandes Silva 4

1 Universidade Federal de Itajubá, philipebellini@unifei.edu.br

- 2 Universidade Federal de Itajubá, diasviniciusds@gmail.com
- 3 Universidade Federal de Itajubá, gabrielmelo@unifei.edu.br
- 4 Universidade Federal de Itajubá, lufesilva@unifei.edu.br

## Resumo

O objetivo desse estudo qualitativo, fundamentado na perspectiva do professor-pesquisador, é relatar e analisar o processo de elaboração e aplicação de uma proposta pedagógica organizada a partir do tema placas fotovoltaicas na modalidade de ensino remoto. A proposta foi elaborada por dois licenciandos em Física, no contexto da pandemia do coronavírus SARS-CoV-2, e aplicado para estudantes do ensino médio de uma escola pública, localizada ao sul do estado de Minas Gerais. Os resultados indicam a possibilidade de abordar os conteúdos da Física Moderna e Contemporânea relacionados com questões socialmente relevantes. Por outro lado, identificou-se desafios relacionados à necessidade da construção de um repertório de conhecimentos que se distanciam do campo da Física. Em adição, alguns obstáculos possuem relações mais próximas da perspectiva de ensino remoto. Os problemas de conexão e acesso aos ambientes virtuais, escassez de tempo e a baixa adesão de estudantes nos encontros síncronos são os principais exemplos. Por fim, o presente trabalho pode contribuir com a prática futura de docentes de Física que buscam tratar sobre temas contextuais.

Palavras-chave : Abordagem de temas; Educação CTSA; Covid-19.

## Abstract

This qualitative study based on the teacher-researcher's perspective aimed to report and analyze the elaboration and application of a thematic project on photovoltaic panels in the remote teaching modality. Two undergraduate students in Physics built a contextualized proposal in the context of the Sars-CoV-2 coronavirus pandemic and applied it to high school students from a public school, located in the south of Minas Gerais state. The results indicate the possibility of approaching the contents of Modern and Contemporary Physics related to socio-environmental issues. On the other hand, challenges related to the need to build a framework of knowledge that is distant from the field of Physics were identified as well. In addition, some challenges come closer with the remote teaching perspective. Problems related to connection and access to virtual environments, lack of time, and low student participation in synchronous meeting are the main examples. Finally, the present work can contribute to the future practice of Physics teachers who seek to address contextual issues.

Keywords : Thematic Approach; STSE Education; Covid-19.

## Introdução

A disseminação do coronavírus SARS-CoV-2 impactou nos diversos níveis de relações humanas, sobretudo no sistema educacional brasileiro. Durante os anos de 2020 e 2021, docentes passaram a atuar sob a perspectiva do ensino remoto. Diante desse cenário, ensinar conhecimentos científicos contextualizados tornou-se ainda mais necessário e desafiador.

De acordo com Fonseca e Franco (2020), a pandemia da Covid-19 evidencia a importância de discutir diferentes relações entre conhecimentos científicos e tecnológicos com questões vivenciadas direta ou indiretamente pelos estudantes. Alguns direcionamentos para a promoção de abordagens contextualizadas se fazem presentes em documentos oficiais que norteiam a prática docente, como o PCN+ (BRASIL, 2002). Em outras palavras, os conhecimentos científicos devem estar articulados com aspectos da realidade, evolvendo as dimensões sociais, tecnológicas e ambientais. Nesse sentido, propostas pedagógicas fundamentadas na perspectiva CTS/CTSA (Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente) podem contribuir para a formação crítica e cidadã dos indivíduos (AULER e DELIZOICOV, 2001). Nessa mesma perspectiva, Santos (2008) chama a atenção para práticas pedagógicas fundamentadas na educação CTS/CTSA e organizadas a partir de temas.

Segundo Santos (2008), a organização de práticas pedagógicas a partir de temas possibilita os docentes a repensarem a sua postura em sala de aula. No entanto, 'não se trata de simplificar currículos, reduzindo conteúdos, mas sim de ressignificá-los socialmente, de forma que possam ser agentes de transformação social' (SANTOS, 2008, p.10). No que se refere ao campo de ensino de Física, diversas publicações apresentam relatos de experiências pedagógicas organizadas e executadas a partir da abordagem de temas. O trabalho de Silva e Silva (2017), por exemplo, abordou o tema poluição luminosa para estudantes da educação básica. Conforme apontado pelos autores, o tema propiciou discutir conhecimentos de Física relacionados à saúde e ao meio ambiente. Melo et. al., (2020), por sua vez, problematizaram o tema transporte de alimentos em aulas de Física, evidenciando questões sociais, ambientais, econômicas, políticas e históricas. Pereira et. al. (2019), por fim, abordaram o tema mudanças climáticas, destacando as possibilidades de discutir os conteúdos da Física com questões socioambientais.

Frente a possibilidade de relacionar temas socialmente relevantes com os conteúdos de Física, o presente trabalho buscou elaborar uma proposta pedagógica acerca do tema placas fotovoltaicas. Além de permitir abordar conceitos específicos de Física, como tensão, corrente elétrica, transformação de energia, radiação, efeito fotovoltaico e efeito fotoelétrico, o tema oportuniza tratar questões socioambientais. As recorrentes crises hídricas enfrentadas pelo Brasil revelam a sensibilidade do setor energético, visceralmente atrelado às usinas hidrelétricas. As questões energéticas atravessam todas as pessoas, já que o atual modelo de sociedade é altamente dependente de aparatos que demandam energia elétrica. Diante desse cenário, as fazendas fotovoltaicas são alternativas adotadas.

A fonte de energia das placas fotovoltaicas - a radiação proveniente do sol - é abundante, sobretudo no Brasil. Esses empreendimentos podem ser construídos em regiões desertificadas. No entanto, cabe destacar que os modelos de placas

fotovoltaicas disponíveis no mercado apresentam baixo índice de eficiência. Segundo Hu et al. (2015), menos de 20% da radiação solar incidente nas placas são convertidas em energia elétrica. Existem poucos incentivos fiscais para a compra desses equipamentos, ficando acessíveis a determinados extratos da sociedade. Há, ainda, restrições na produção de energia elétrica, limitadas ao período diurno, tendo em vista os desafios para o armazenamento desta energia em larga escala.

Discutir acerca da implementação de placas fotovoltaicas nas escolas é fundamental, em particular, por estarem associadas a uma ideia de energia limpa ou ecologicamente corretas . A produção e descarte dos equipamentos envolvem diversos processos que degradam o meio ambiente, como a exploração de recursos naturais. Os componentes relacionados ao processo de produção de energia solar são considerados como lixo eletrônico e precisam ser devidamente destinados ao fim do ciclo de vida útil (GUIMARÃES et. al., 2021). Em adição, os grandes empreendimentos podem impactar biomas locais (CRUZ; ISIDORO; FERNANDES, 2020; GUIMARÃES et al., 2021).

Com base nessas considerações, elaborou-se uma proposta pedagógica organizada a partir do tema placas fotovoltaicas. A proposta foi concebida para ser aplicada em aulas de Física de uma escola pública de ensino básico, localizada ao sul do estado de Minas Gerais. Devido a pandemia da Covid-19, o trabalho foi desenvolvido e aplicado na modalidade do ensino remoto. Buscando contribuir para o campo de ensino de Física e para a prática pedagógica de docentes, cunhou-se a seguinte questão: que reflexões podem ser arquitetadas no contexto da produção de um projeto organizado a partir do tema placas fotovoltaicas durante o ensino remoto de Física? Para responder essa pergunta, esta investigação buscou relatar e analisar o processo de elaboração e aplicação de um projeto temático sobre placas fotovoltaicas, voltado para estudantes do Ensino Médio na perspectiva do ensino remoto em um município do sul do estado de Minas Gerais.

## Delineamento da pesquisa

O presente trabalho é de natureza qualitativa (GODOY, 1995; GEHARDT e SILVEIRA, 2009). Investigações qualitativas se comprometem com a 'compreensão e explicação da dinâmica das relações sociais" (GEHARDT e SILVEIRA, 2009, p.34). Em adição, trata-se de uma pesquisa orientada pela perspectiva do professorpesquisador (OLIVEIRA, 2008). De acordo com Moreira (1988), é paradoxal que professores se encontrem distantes da produção de pesquisa sobre o ensino. Para o autor, a proximidade desses profissionais com a realidade das escolas pode contribuir para o campo da pesquisa em ensino, além de oferecer a oportunidade de refletir sobre a própria prática.

Este trabalho se dá no contexto de duas disciplinas de um curso de licenciatura em Física de uma universidade pública localizada em Minas Gerais. A proposta pedagógica foi elaborada ao longo de dois semestres letivos, no âmbito da disciplina de Instrumentação para o Ensino de Física, por dois alunos do curso de Física Licenciatura. O primeiro semestre foi destinado à definição do tema, elaboração das bases teóricas e estruturação didática. O segundo semestre teve por objetivo aplicar o projeto para estudantes da educação básica, em uma escola pública localizada ao sul do estado de Minas Gerais. Em decorrência da pandemia da Covid19, as atividades aconteceram na modalidade de ensino remoto. A versão inicial do projeto contemplava quatro encontros síncronos de duas horas/aulas cada. Por conta

da disponibilidade das instituições de ensino básico em atender as demandas dos licenciandos, o projeto foi alterado para um encontro virtual de uma hora e meia de duração, no contraturno. O público consistiu em cerca de 10 alunos da rede pública de ensino básico, cuja participação era optativa.

A proposta pedagógica buscou explorar diferentes dimensões do tema. O Quadro 1, disposto a seguir, apresenta um resumo da sequência didática adotada ao logo do encontro virtual.

Quadro 1 - Sequência Didática do projeto organizado a partir do tema placas fotovoltaicas

## Fonte: Autoria própria.

A partir da observação cuidadosa, de anotações em caderno de campo e consultas à literatura, foram construídas reflexões. Na seção seguinte serão apresentados alguns resultados.

## Resultados

Existem diferentes perspectivas no que se refere ao ensino dos conhecimentos da Física. Historicamente, essa disciplina é marcada por abordagens que priorizam a dimensão dos conteúdos (STRIEDER; WATANABE-CARAMELO; GEHLEN, 2012). Segundo Freire (1987), o processo educativo deve transcender a lógica da transmissão de conhecimentos. O autor traz uma série de considerações a respeito de uma formação que possa conduzir o indivíduo a questionar e transformar a sua realidade (FREIRE, 1987). A abordagem de temas de natureza CTS/CTSA apresentou-se como possibilidade para direcionar o foco às questões sensíveis da realidade dos estudantes, no lugar de transmitir os conteúdos curriculares per si . Certamente que o delineamento de abordagens contextualizadas não são triviais. O desenvolvimento do projeto organizado a partir do tema placas fotovoltaicas demandou tempo, sobretudo, para a construção de um repertório de conhecimentos que não são propriamente de Física.

Nesse sentido, é importante chamar atenção para a realidade dos docentes, em particular, da rede pública de ensino básico. Diversos profissionais da educação básica não tiveram a oportunidade de discutir abordagens contextualizadas durante o

processo de formação inicial. Além do mais, a pandemia provocou o aumento vertiginoso pela demanda de tempo diante da necessidade de buscar informações para manusear os aparatos tecnológicos (OLIVEIRA e JUNIOR, 2020). Somado aos desafios provenientes do ensino remoto emergencial, é compreensível que a abordagem de temas contextuais seja pouco recorrente nas escolas. No entanto, propostas pedagógicas organizadas a partir de temas socialmente relevantes podem ser uma porta de entrada para a discussão de questões da realidade dos estudantes, mesmo que de maneira mais tímida.

Ao longo da construção da proposta, diversas dúvidas foram levantadas. Foi necessário avaliar quais os melhores caminhos para seguir e quais assuntos privilegiar. Apesar de todo o planejamento, a realidade apresentou uma série de obstáculos. Não haviam orientações claras aos docentes de como lidar com o ensino remoto. Os impasses políticos acarretaram na desorganização de diferentes setores da sociedade. Em relação à educação, algumas medidas foram tomadas, como a interrupção das aulas presenciais (BRASIL, 2020). Entretanto, cada região adotou estratégias distintas. O estado de Minas Gerais definiu alguns parâmetros para assegurar a continuidade do ensino na modalidade não presencial. A Resolução SEE n.º 4310/2020 estabeleceu o Regime de Estudos não Presenciais - REANP.

O REANP abarca três eixos 1) Plano de Estudo Tutorado - PET, que consiste em apostilas com atividades de diferentes tipos; 2) Programa Se Liga na Educação, que diz respeito a tele aulas disponíveis em plataformas de streaming e 3) Conexão Escola, o qual trata-se de um aplicativo de comunicação entre estudantes e professores. Os encontros síncronos ficaram a cargo das instituições de ensino e optativos para professores e estudantes. Ao discorrer sobre o Regime de Estudos não Presenciais, Coelho e Oliveira (2020) apontam que essa 'gestão educacional é excludente e elitista [...] transfere para as famílias e professores a provisão da formação' (COELHO e OLIVEIRA, 2020, p. 71). Com base nessas considerações, é possível questionar se esse modelo de educação se aproxima da perspectiva Freiriana, a qual se compromete com a formação mais crítica.

A abordagem de temas CTS/CTSA voltadas para o ensino remoto emerge como possibilidade de contribuir com o ensino da Física mais significativo. Uma alternativa encontrada foi dialogar com as escolas de educação básica da região, procurando por instituições que oportunizassem a aplicação dos projetos. Ao final de muito diálogo, foi possível realizar um encontro virtual síncrono, de uma hora e meia de duração, no contraturno. Como o projeto havia sido pensado para quatro encontros de duas horas/aulas cada, foi necessário realizar modificações. A versão inicial do projeto, por exemplo, contemplava o tema energia renovável, o qual sofreu um recorte e estabeleceu-se o tema placas fotovoltaicas.

Foi necessário selecionar quais conhecimentos seriam mantidos, para não empobrecer a discussão. A escolha do tema seguiu as considerações de Hunsche e Delizoicov (2011). Segundo os autores, temas mais gerais, escolhidos pelos docentes, apresentam-se como possibilidade. Ou seja, existem temas mais globais que permeiam a realidade de diversos grupos da sociedade. Essa estratégia é adequada quando não há a possibilidade de conhecer o contexto dos estudantes de maneira mais profunda. Caso contrário, Gobara et al. (1992) destacam as potencialidades de abordagem de temas segundo a lógica Freiriana, a qual possui etapas investigativas para a sua definição.

Ademais, decorrente das limitações do contexto do ensino remoto, não foi possível obter feedback . Algumas interações aconteceram por meio de áudio e chat. Houve comentários questionando a respeito do custo de instalação do sistema fotovoltaico nas casas. Em outra situação, um estudante indicou um vídeo sobre placas solares caseiras utilizando LED . Um aspecto que chamou a atenção foi a presença reduzida de estudantes. Por se tratar de uma atividade extraclasse, a participação foi ofertada para toda a escola. Porém, ao longo do encontro, cerca de dez alunos apreciaram a proposta.

Essa situação foi recorrente durante a aplicação de outros projetos elaborados e aplicados pelos demais colegas da disciplina do curso de Física Licenciatura. Não é possível afirmar se a ausência se deu por falta de interesse ou inacessibilidade, pois 'cerca de dois em cada três estudantes não dispõem de recursos tecnológicos para acompanhar as aulas a distância' (OLIVEIRA e JUNIOR, 2020). Somado a isso, os alunos de Minas Gerais enfrentaram dificuldades de adaptação às novas estratégias adotadas, como os materiais de estudos superficiais, descontextualizados e de difícil compreensão (DE OLIVEIRA et. al. , 2021). A pandemia da Covid-19 intensificou a desigualdade social em diversos países, como o Brasil.

As parcelas da população marginalizada foram as que sofreram mais as consequências econômicas e sociais. Em algumas situações, os estudantes se viram entre assegurar sua subsistência ou priorizar a educação (ALVES, 2020). O que leva a refletir se a aplicação assíncrona de projetos temáticos (optativo aos estudantes) seria uma alternativa. No entanto, cabe salientar que a proposta pedagógica temática, conforme os moldes apresentados nesta investigação, possibilitou apresentar diversas relações entre os conteúdos de Física com outras dimensões do conhecimento. Evidenciou ser possível propor aulas de Física que contemplam conhecimentos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) para o ensino médio.

A proposta desenvolvida priorizou alguns conteúdos, como os efeitos fotoelétrico e fotovoltaico. Conforme os objetivos do professor, pode-se focar em outros aspectos, como a natureza da radiação solar ou os fenômenos quânticos relacionados aos materiais que compõem a placa. Cabe apresentar algumas considerações acerca do processo avaliativo. Foram elaboradas seis perguntas de múltipla escolha disponibilizadas por meio de um formulário online, o qual não carecia de identificação. O objetivo era obter dados sobre a apropriação dos conhecimentos pelos educandos. Infelizmente, o formulário foi respondido por alguns alunos e por outros participantes, como os professores e colegas que estavam presentes, impossibilitando discernir as respostas para análise. Esses fatores impossibilitaram obter dados acerca da apropriação dos conhecimentos pelos estudantes.

## Considerações Finais

A proposta pedagógica organizada a partir do tema placas fotovoltaicas contribuiu para a inserção de discussões que envolvem aspectos da realidade dos estudantes. Em adição, foi possível abordar os conteúdos da Física Moderna e Contemporânea para alunos do ensino médio. Quanto aos desafios, houve grandes dificuldades para a construção de um repertório que abarcasse conhecimentos provenientes de outros campos disciplinares. Além do mais, a modalidade de ensino remoto apresentou obstáculos associados como os problemas de conexão e acesso aos ambientes virtuais, a escassez de tempo e a baixa adesão de estudantes nos encontros síncronos.

Não foi possível certificar se os estudantes se apropriaram, de fato, dos conhecimentos abordados. É possível imaginar que alguns aspectos discutidos durante o encontro sejam utilizados como base para compreender certas questões do cotidiano. Em particular, aquelas que envolvem placas fotovoltaicas. Ao refletir sobre situações relacionadas à produção de energia elétrica, esses estudantes podem relacionar aspectos sociais, ambientais e políticos, conforme problematizados durante o encontro.

Embora o contexto do ensino remoto tenha limitado o processo de formação dos licenciandos, as experiências foram de grande valia. O processo de arquitetar, aplicar e refletir sobre as propostas organizadas a partir de temas contextuais serão utilizadas como referência para futuras abordagens de conteúdos da Física. Por fim, espera-se que o presente relato possa contribuir para outros docentes que considerem abordar temas contextuais em aulas de Física.

## Referências

ALVES, L. Educação remota: entre a ilusão e a realidade. Interfaces CientíficasEducação , v. 8, n. 3, p. 348-365, 2020.

AULER, D.; DELIZOICOV, D. Alfabetização científico-tecnológica para quê?. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências (Belo Horizonte) , v. 3, n. 2, p. 122-134, 2001.

BRASIL. Orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+) : Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Ministério da Educação/Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Brasília: MEC/SEMTEC, 2002.

BRASIL. Portaria nº 1.565, de 18 junho de 2020. 2020. Disponível em: https://pesquisa.in.gov.br/imprensa/jsp/visualiza/index.jsp?data=19/06/2020&jornal=5 15&pagina=64. Acesso em: 18 jan. 2022.

COELHO, J. I. F.; DE OLIVEIRA, B. R. O programa de educação remota em Minas Gerais: uma análise dos efeitos da implementação do regime de estudos não presenciais. Revista de Ciências Humanas , n. 20, 2020.

CRUZ, F. T.; ISIDORO, M. H.; FERNANDES, I. S. E. Descarte, reciclagem e logística reversa: análise do fim de vida útil dos painéis fotovoltaicos. Brazilian Journal of Development , v. 6, n. 9, p. 73294-73309, set. 2020.

DOS SANTOS, W. L. P. Contextualização no ensino de ciências por meio de temas CTS em uma perspectiva crítica. Ciência & Ensino (ISSN 1980-8631) , v. 1, 2008.

DA FONSECA, Eril Medeiros; FRANCO, Ronan Moura. Em tempos de Coronavírus: reflexões sobre a pandemia e possibilidades de abordagem no Ensino de Ciências a partir da Educação CTS. Research, Society and Development , v. 9, n. 8, p. 19, 2020.

FREIRE, P. Pedagogia do oprimido. 17 ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1987.

GERHARDT, T. E.; SILVEIRA, D. T. (org.). Métodos de pesquisa . Porto Alegre: Editora da Ufrgs, p. 118, 2009.

GOBARA, S. T. et al. O ensino de ciências sob o enfoque da educação ambiental. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , Florianópolis, v. 9, n. 2, p. 171-182, jan. 1992.

GODOY, A. S.; Introdução à pesquisa qualitativa e suas possibilidades. Revista de Administração de Empresas , v. 35, n. 2, p. 57-63, 1995.

GUIMARÃES, E. C.; LEMES, T. D. V. D. S.; COSTA, W. H. A.; REIS, A. K. C. D. Energia Solar paradigmas e geração de resíduos. Brazilian Journal of Development , v. 7, n. 6, jun. 2021.

HU, A.; LEVIS, S.; MEEHL, G. A.; HAN, W.; WASHINGTON, W. M.; OLESON, K. W.; VAN RUJIVEN, B. J.; HE, M.; STRAND, W. G. Impact of solar panels on global climate. Nature Climate Change , [S.I], [S.I], p. 290-294, nov. 2015.

HUNSCHE, S.; DELIZOICOV, D. A abordagem temática na perspectiva da articulação Freire-CTS: um olhar para a instauração e disseminação da proposta. Encontro nacional de pesquisa em educação em ciências (ENPEC) , v. 8, 2011.

MELO, G. L. de; DUARTE, R. S. O.; PEREIRA, B. B.; SILVA, L. F. Ensino de física e abordagem temática: relações entre a física e o transporte de alimentos. Atas do XVIII Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF) , Florianópolis/SC, 2020.

MOREIRA, M. A. O professor-pesquisador como instrumento de melhoria do ensino de ciências. Em aberto , v. 7, n. 40, 1988.

OLIVEIRA, B. R. de; OLIVEIRA, A. C. P. de; JORGE, G. M. dos S.; COELHO, J. I. F. Implementação da educação remota em tempos de pandemia: análise da experiência do Estado de Minas Gerais. Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação , Araraquara, v. 16, n. 1, p. 84-106, 2021.

OLIVEIRA, C. L. Um Apanhado Teórico-Conceitual sobre a Pesquisa Qualitativa: tipos, técnicas e características. Travessias , ed.4, v.02, n°3, p.1-16. 2008.

OLIVEIRA, D. A.; JUNIOR, E. A. P. Trabalho docente em tempos de pandemia: mais um retrato da desigualdade educacional brasileira. Retratos da escola , v. 14, n. 30, p. 719-734, 2020.

PEREIRA, B. B.; CAMPOS, F. C. C.; SILVA, L. F.; FIGUEIREDO, N. Abordagem de temas e Ensino de Física: compreensões de alunos do ensino médio sobreo tema Efeito Estufa. Experiências em Ensino de Ciências , [S. l.], v. 14, n. 3, p. 472-485, 2019.

SILVA, K. C. D.; SILVA, L. F. Poluição luminosa e a física: considerações sobre um trabalho educativo a partir de uma abordagem temática. Atas do XXII Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF) , São Carlos/SP, 2017.

WATANABE-CARAMELLO, G.; STRIEDER, R. B.; GEHLEN, S. T. Desafios e possibilidades para a abordagem de temas ambientais em aulas de Física . Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências , v. 12, n. 1, p. 205-222, 2012.