FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NA EDUCAÇÃO BÁSICA: UMA ANÁLISE DAS FINALIDADES

## FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NA EDUCAÇÃO BÁSICA: UMA ANÁLISE DAS FINALIDADES

## MODERN AND CONTEMPORARY PHYSICS IN BASIC EDUCATION: AN ANALYSIS OF PURPOSES

Caio de Carvalho Siqueira¹, Marcília Barcellos², Sheila Cristina Ribeiro Rego³

1 CEFET - RJ/ PPG - Ciência, Tecnologia e Educação/ profcaiocsiq@gmail.com 2 CEFET - RJ/ PPG - Ciência, Tecnologia e Educação / marcilia.barcellos@cefet-rj.br 3 CEFET - RJ/ PPG - Ciência, Tecnologia e Educação / sheila.rego@cefet-rj.br

## Resumo

Este trabalho tem como objetivo analisar como são representadas as finalidades atribuídas ao ensino de temas de Física Moderna e Contemporânea no Ensino de Física na Educação Básica. Diversas críticas são tecidas ao Ensino de Física rotineiramente, seja pelas abstrações inerentes aos conteúdos, seja pela aparente falta de ligação dos conteúdos com a realidade dos estudantes. Ademais, os currículos tradicionais de Física acabam por priorizar temas que, no máximo, vão até o Século XIX, ignorando, assim, toda a Física Moderna e Contemporânea. Diversos estudos já foram realizados defendendo a inserção dessas temáticas, de maneira que elas atualmente figuram em documentos oficiais. Dessa forma, conduzimos uma revisão sistemática buscando analisar como os autores lidam com as finalidades para esse ensino. Verificamos que a maioria dos autores justificam as finalidades do ensino em motivos trazidos nos documentos oficiais de orientações para o Ensino Médio, como, por exemplo, a contextualização com novas tecnologias e participação cidadã de maneira crítica. Além disso, verifica-se uma não centralidade de temas de Física Moderna abordados nos trabalhos, o que mostra que esse é um campo que permite diversas possibilidades para o ensino.

Palavras-chave : Ensino de Física, Ensino Médio, Física Moderna e Contemporânea

## Abstract

The aim of this paper is to analyze how the purposes attributed to the teaching of Modern and Contemporary Physics topics are represented in the teaching of Physics in Basic Education. Several criticisms are routinely leveled at physics teaching, either because of the abstractions inherent in the content, or because of the apparent lack of connection between the content and the students' reality. In addition, traditional physics curricula end up prioritizing topics that, at most, go back to the 19th century, thus ignoring all modern and contemporary physics. Several studies have been carried out advocating the inclusion of these topics, so that they are now included in official documents. We therefore conducted a systematic review to analyze how the authors deal with the aims of this teaching. We found that most authors justify the aims of teaching on the grounds set out in the official guidelines for secondary education, such as contextualization with new technologies and critical citizen participation. In addition, there is a lack of centrality of Modern Physics themes addressed in the works, which shows that this is a field that allows for diverse teaching possibilities.

## Keywords : Science Teaching; Middle School; Modern and Contemporary Physics

## Introdução

Discussões sobre o porquê ensinar os conteúdos escolares permeiam a realidade da grande maioria dos professores de Física. Poucos conteúdos se salvam de críticas, desde a cinemática mais básica aos circuitos ôhmicos mais complexos. No entanto, uma coisa une toda a Física tradicional do Ensino Médio, essencialmente a Mecânica Clássica Newtoniana e discussões iniciais sobre termodinâmica e eletromagnetismo: todas são conteúdos anteriores ao Século XX.

Isso demonstra certa contradição quando analisamos que, além de documentos oficiais, como a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) do Ensino Médio (publicada em 2018), já incluírem e/ou sugerirem temáticas mais modernas, outras disciplinas também abordam conteúdos mais atualizados. Das questões genéticas da Biologia às Vanguardas Europeias nas Artes e na Literatura, diversas temática do Século XX são trazidas às aulas. Logo, por que essas mudanças pouco se refletem na prática das aulas de Física? A falta de participação dos professores na pesquisa básica publicada em revistas, como visto em Moreira (2018) pode ser uma dessas causas.

Esse questionamento acaba se desdobrando diretamente na visão que temos sobre o papel da escola. Para Chervel (1990),

A concepção da escola como puro e simples agente de transmissão de saberes elaborados fora dela está na origem da ideia, muito amplamente partilhada no mundo das ciências humanas e entre o grande público, segundo a qual ela é, por excelência, o lugar do conservadorismo, da inércia, da rotina. Por mais que ela se esforce, raramente pode-se vê-la seguir, etapa por etapa, nos seus ensinos, o progresso das ciências que se supõe ela deva difundir (CHERVEL, 1990, p. 182).

Logo, partilhar dessa visão é compreender uma parte da enorme resistência que existe, principalmente na prática, quanto à inclusão de temas de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio. O conservadorismo citado por Chervel (1990) pode ser entendido quando olhamos para os livros didáticos. Mesmo reconhecendo algum esforço de incorporar a FMC nos últimos 15 anos, eles funcionam muitas vezes como âncoras para apoiar a defesa da manutenção dos conteúdos clássicos. Braga, Guerra e Reis (2008) mostram como os livros didáticos brasileiros foram influenciados por livros de escolas politécnicas francesas, locais esses cujo enfoque era a formação de engenheiros. Discutiremos outros aspectos dessa influência mais a frente nesse trabalho.

É verdade que essa resistência ocorre, também, por não haver um consenso sobre quais temas dentro da FMC devem ser inseridos, além de haver questões relacionadas ao elevado grau de formalismo matemático e programas escolares voltados para vestibulares (SILVA; REIS; REGO, 2019). No entanto, diversas pesquisas apontam para vantagens da introdução de temas envolvendo FMC por motivos que vão desde enxergar a Física como produção cultural e permitindo relações interdisciplinares a até mesmo abordar temas que são de maior interesse dos alunos e, consequentemente, permitirem maior possibilidade de engajamento

destes nas atividades de aula (SILVA; REIS; REGO, 2019; DORSCH; GUIO, 2021; FERREIRA et al. , 2021).

Pesquisas mostram que existem diferentes possibilidades de conteúdo e abordagens a serem seguidas, além do ensino dos conteúdo clássicos. Possibilidades que, inclusive, dialogam, ainda que indiretamente, com sugestões de alguns documentos oficiais para o Ensino de Ciências no Ensino Médio, como a nova Base Nacional Comum Curricular que afirma que o ensino das Ciências da Natureza deve

contribuir com a construção de uma base de conhecimentos contextualizada, que prepare os estudantes para fazer julgamentos, tomar iniciativas, elaborar argumentos e apresentar proposições alternativas, bem como fazer uso criterioso de diversas tecnologias. O desenvolvimento dessas práticas e a interação com as demais áreas do conhecimento favorecem discussões sobre as implicações éticas, socioculturais, políticas e econômicas de temas relacionados às Ciências da Natureza. No Ensino Médio, a área deve, portanto, se comprometer, assim como as demais, com a formação dos jovens para o enfrentamento dos desafios da contemporaneidade, na direção da educação integral e da formação cidadã (BRASIL, 2018, p.537).

Dessa forma, a defesa da introdução de tópicos de FMC passa por seguir proposições como essas indicadas pela BNCC do Ensino Médio para que se encontrem motivações para além do 'ensinar mais física' ou atualizar o currículo sem gerar nenhum ganho pedagógico. Ainda que sua implementação tenha sido de forma polêmica, a BNCC propõe, ao menos no discurso, que os conteúdos tenham alguma finalidade para além de si mesmos.

Entendemos, então, que a decisão tomada de, por vezes, excluir ou reduzir a FMC dos currículos tradicionais passa por uma questão curricular e cultural, por refletir uma determinada visão atribuída à escola e ao seu papel enquanto instituição formadora. Dessa forma, torna-se fundamental compreender quais as finalidades que se esperam para o Ensino, de uma forma geral, para que possamos avaliar a introdução da FMC na Educação Básica.

Tendo isso em mente, esse trabalho busca responder a seguinte questão: como as pesquisas têm tratado as finalidades para inserção de temas de Física Moderna e Contemporânea na Educação Básica? Para isso, foi conduzida uma Revisão Sistemática, buscando entender o estado das pesquisas atuais nos principais periódicos na área de Ensino de Ciências e Física. Essa pesquisa será descrita na sessão de metodologias. Na sessão seguinte, abordaremos a questão curricular e o papel da escola. Na sessão de resultados, discutiremos o observado no levantamento e suas implicações na questão de pesquisa.

## Referencial Teórico

Decidir quais conteúdos se deve ensinar é uma tarefa que demanda um esforço muito grande. Não se trata, apenas, de tomar uma decisão baseada em gostos pessoais, mas que deva passar pelo entendimento de qual papel a escola exerce na sociedade e pela necessidade se adequar ao projeto político-pedagógico vigente

naquele espaço para, assim, compreender o que estaria mais adequado àquele contexto.

Segundo Chervel (1990) compreende, a escola que se mantém na inércia não consegue acompanhar os avanços da Ciência Moderna e, consequentemente, está às margens de reformas curriculares.

Essa rotina, inclusive, possui origem em um ensino que não dialoga com a visão que temos para a escola atual. Como investigado pro Braga, Guerra e Reis (2008), muitos livros didáticos encontrados na Biblioteca de Obras Raras da Escola Politécnica da UFRJ também foram encontrados em fontes buscadas na França, evidenciando a importância que esses manuais tiveram na formação científica brasileira. Porém, como os autores mostram, esses livros são inspirados por um viés positivista de negação dos diferentes métodos de se fazer ciência e valorização das teorias prontas. Dessa forma, despreza-se o entendimento de que a Ciência é uma construção coletiva, rodeada por diferentes métodos e controvérsias, e a trata como um amontoado de teorias perfeitas com resultados esperados.

- O viés trazido por esse ensino dialoga com um modelo que não estimula questionamentos ao longo de suas práticas. Dessa forma, formamos estudantes incapazes de seguir o que documentos oficiais, como a BNCC, orientam para o Ensino Médio e, consequentemente, se tornam propícios a seguirem por caminhos que contrariam fatos científicos e, assim, não serem capazes de contra-argumentar revisionismos falaciosos como os causados pelo mau uso da palavra 'quântico' ou pelos movimentos antivacina.

Portanto, a defesa do Ensino da FMC na Educação Básica deve se apoiar em muito mais do que apenas uma questão curricular ou conteudista. Ela deve se estender ao fato de a escola, enquanto uma das principais agências influenciadoras na cultura local, deve ser capaz de contemplar seus integrantes com a modernidade, ao invés de se reter às tradições. Essas podem, ainda, fazer parte do cotidiano escolar, não como dominantes, mas em diferentes graus que permitam, inclusive, melhor integração com os saberes atuais (CHERVEL, 1990; FOURQUIN, 1992).

## Metodologias

Para esse trabalho, foi realizada uma Revisão Sistemática que, segundo Costa e Zoltowski (2014, p.55), é um trabalho que 'se refere ao processo de reunião, avaliação crítica e sintética de resultados de múltiplos estudos'. A escolha pela metodologia se deu pelo caráter crítico e reflexivo que a pesquisa consegue levantar, possibilitando-nos averiguar o estado da inserção da FMC, com relação aos objetivos educacionais dessa inserção, ao invés de apenas uma resposta direta e não agregadora.

Para efetuar a busca dos artigos, selecionamos como termos de busca 'Física Moderna' e 'Física Moderna e Contemporânea'. Os textos foram buscados em periódicos cujo Qualis Capes referente ao quadriênio 2017-2020 fosse A1, garantindo que nossos resultados seriam dos mais relevantes possíveis. Após o procedimento,

foram excluídos todos os textos que não se ligassem única e exclusivamente com a Educação Básica.

Foram fontes para essa revisão sistemática as seguintes revistas: Ciência e Educação; Revista Brasileira de Ensino de Física e Caderno Brasileiro de Ensino de Física. A escolha por essas revistas se deu por entendermos serem os principais periódicos para nossa busca. A busca foi feita analisando os resultados obtidos com a busca dos termo chave escolhidos. Após isso, analisamos ao longo do texto quais aqueles que abordavam a FMC especificamente no Ensino Médio, descartando todos os trabalhos que abordassem o Ensino Fundamental e o Ensino Superior. Assim, tomando como recorte temporal o intervalo de 2011 a 2021, obtivemos um total de trinta e um artigos, nos quais analisaremos como, ou se, é feita a menção às finalidades de abordar Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio.

## Resultados e discussões

Nesta sessão, apresentaremos os resultados das análises dos textos encontrados. Utilizamos como categorias de análise: menção (ou não) das finalidades do Ensino da FMC; quem eram os sujeitos da pesquisa; os conteúdos de FMC trazidos e as metodologias abordadas.

- · Menções quanto às finalidades: Presente em 19 do 31 textos, as finalidades do Ensino de Física Moderna foram reforçadas pela maioria dos autores. As justificativas, em grande parte dos trabalhos, estavam em conformidades com as orientações de documentos oficiais, como os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN +), Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) e até a Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Assim, a maioria dos autores defendem que o ensino da FMC no Ensino Médio é uma forma de contextualizar o estudante do século XXI ao mundo tecnológico em que ele está inserido, permiti-lo realizar sua cidadania de maneira crítica e entender a ciência como uma construção humana e contínua. No entanto, poucos foram os trabalhos que se aprofundaram no que seriam essas tecnologias ou como que o estudante exerceria sua cidadania crítica, deixando essa definição a cargo dos documentos. Já os textos que não se preocupam em discutir as finalidades acabam por justificar seus trabalhos como uma forma de oferecer um material de apoio, visto que tratam como um consenso as vantagens da inserção da FMC no Ensino Médio.
- · Público Alvo: Os alunos de Ensino Médio foram o alvo da maioria dos textos, com foco especial para os estudantes do 3º Ano, que foram alvo em 8 dos 31 artigos. Podemos entender essa preferência pelos estudantes no último ano pelas dificuldades inerentes ao ensino de FMC, principalmente no que diz respeito às abstrações e ao formalismo matemático. No entanto, foram alvo de análise também os livros didáticos do Programa Nacional do Livro Didático do Ensino Médio (PNLEM) e portais de periódicos.
- · Metodologias de Pesquisa: As pesquisas empíricas apareceram em grande maioria nesses textos, com grande destaque para os relatos de experimentos

e sequências didáticas aplicadas em sala de aula. Metodologias de análise de conteúdos e de discursos também se viram presente ao longo dos trabalhos.

- · Conteúdos de Física Moderna e Contemporânea abordados: Há uma elevada variedade de assuntos que os textos abordam. Ainda que a Mecânica Quântica e o Efeito Fotoelétrico tenham sido os temas mais escolhidos, com 5 artigos para cada, os temas estão bastante pulverizados ao longo dos textos. Essa multiplicidade de temáticas de FMC que podem ser levadas, segundo Rosa, Biazus e Darroz (2020) apontam que pode se dar pela recente inclusão dos temas e na falta de produções de transposição didática desses assuntos.

Um fator notado que também esteve presente na maioria dos artigos foi a repetição de dois autores específicos como referenciais teóricos. Eduardo Terrazzan e Fernanda Ostermann foram constantemente mencionados, desde seus trabalhos que indicam as vantagens da FMC, bem como dos seus temas, até as questões de inovações curriculares que deveriam ser trazidas ao Ensino Médio.

Portanto, nossa pesquisa aponta para uma elevada fragmentação de conteúdos de FMC abordados em seus textos, ainda que tenhamos identificado dois temas com incidência maior. Além disso, a maioria dos autores se preocupou em justificar os fins para a inserção de tópicos de Física Moderna no Ensino Médio como algo fundamental para a vida do cidadão moderno, seja para interpretar as novas tecnologias ou para exercer de maneira critica sua cidadania estando, assim, de acordo com as principais orientações curriculares para esse nível educacional.

## Considerações Finais

Nosso trabalho de revisão sistemática buscava responder ao questionamento inicial de compreender com que finalidade os temas de FMC têm sido tratados nas pesquisas de Ensino de Física voltadas para a Educação Básica. Verificamos que a maioria das pesquisas buscam trazer dados empíricos de casos aplicados às salas de aula, indicando uma predisposição dos autores a produzirem material que corroborem para a introdução mais efetiva dos temas de FMC na Educação Básica.

Ademais, vemos que não há uma única finalidade para abordar esses assuntos nas pesquisas, mas existe uma preocupação da maioria dos autores em reforçar que a Física Moderna e Contemporânea é fundamental para auxiliar na construção de um Ensino de Física mais alinhado com questões sociais. Dessa forma, ela pode colaborar para o desenvolvimento do pensamento crítico do aluno frente às questões científicas que ele será confrontado em sua realidade.

Defendemos, assim, a superação de um modelo curricular que enxergue a Física apenas como um instrumento, mas sim que valorize a formação crítica do aluno, permitindo que essas temáticas possibilitem ao estudante tomar uma postura mais reflexiva e menos passiva sobre os assuntos científicos que o cercam. Acreditamos que uma reforma curricular pode permitir isso por entender nela não somente um

papel de transformação do aluno, mas também de não o enxergar como algo maciço e imutável, que seja alheio às demandas surgidas na sala de aula contemporânea.

Encerramos essa pesquisa fazendo uma defesa de um olhar crítico para os currículos para além da Física e além da introdução de temáticas de Física Moderna e Contemporânea. Dessa forma, defendemos que a inclusão de temas de Física Moderna e Contemporânea não se dê apenas com a justificativa de aumentar os conteúdos de Física, que já são devidamente extensos, mas sim que ela passe por uma reflexão sobre tudo o que a envolve. Isso implica em discutir os projetos educacionais, as finalidades que o Ensino de Física possuirá nesse contexto e, principalmente, qual papel a FMC exercerá nesses contextos discutidos.

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