O FILME INTERSTELLAR NO ENSINO DE FÍSICA: CONTRIBUIÇÕES PARA AS DISCUSSÕES CTS

## O FILME INTERSTELLAR NO ENSINO DE FÍSICA: CONTRIBUIÇÕES PARA AS DISCUSSÕES CTS

## THE INTERSTELLAR MOVIE IN PHYSICS TEACHING: CONTRIBUTIONS TO STS DISCUSSIONS

## Arthur Rocha de Araujo e Santos 1 , Lucas Carvalho Pacheco 2 , Isabel Krey Garcia 3 , Josemar Alves 4

- 1 Universidade Federal de Santa Maria/PPGEMEF, arthurrasantos@gmail.com
- 2 Universidade Federal de Santa Maria/PPGEMEF, lclucascarvalhopacheco@gmail.com
- 3 Universidade Federal de Santa Maria/ Departamento de Física, ikrey69@gmail.com
- 4 Universidade Federal de Santa Maria/ Departamento de Física, josemarfis@gmail.com

## Resumo

Com vistas a proporcionar discussões CTS envolvendo o ensino de Física Moderna e Contemporânea (FMC) em sala de aula, foi elaborada uma unidade didática a partir dos Três Momentos Pedagógicos (3MP) e da abordagem fílmica, em torno do filme Interstellar . Esta unidade foi implementada em uma turma de 31 estudantes do 3º ano do ensino médio . Durante a unidade foram trabalhados principalmente os conceitos de: Relatividade, Buracos Negros e Ponte Einstein-Rosen. Além disso, foi promovida uma vasta discussão envolvendo CTS, principalmente no que tange a superação dos mitos da CT. Os resultados encontrados mostraram que a abordagem fílmica e os 3MP proporcionaram a problematização da FMC no âmbito da sociedade, situação que não costuma acontecer naturalmente com tópicos de Física Moderna. A dramatização presente no filme trouxe uma gama de motivações e consequências que muitas vezes são esquecidas devido a abordagens que reforçam a ideia de neutralidade da CT. Conclui-se que não é possível afirmar que os mitos foram superados ou valores foram desenvolvidos em uma única unidade didática, mas que a forma como ela foi elaborada e desenvolvida possibilitou discussões no âmbito CTS que caminharam para que esses objetivos fossem alcançados.

Palavras-chave : Física Moderna e Contemporânea. Educação CTS. Abordagem Fílmica. Três Momentos Pedagógicos.

## Abstract

With a view to providing STS discussions involving the teaching of Modern and Contemporary Physics (MCF) in the classroom, a didactic unit was created based on the Three Pedagogical Moments (3PM) and the filmic approach, around the movie Interstellar. This unit was implemented in a class of 31 students in the 3rd year of high school. During the unit, the concepts of Relativity, Black Holes and the Einstein-Rosen Bridge were mainly worked on and, in addition, a vast discussion involving STS was promoted, mainly with regard to overcoming ST myths. The results showed that the filmic approach and 3PM provided the problematization of MCF within society, a situation that does not usually occur naturally with modern physics topics. The dramatization present in the movie brought a range of

motivations and consequences that are often forgotten due to approaches that reinforce the idea of ST neutrality. It is concluded that it is not possible to say that the myths were overcome or values were developed in a single teaching unit, but that the way it was developed enabled discussions within the STS scope that moved towards these objectives.

Keywords : Modern and Contemporary Physics. STS Education. Movie Approach. Three Pedagogical Moments.

## Apresentação e aspectos teóricos

A Física desenvolvida ao longo do século XX - especialmente a Física Moderna e Contemporânea (FMC) - ainda pouco adentrou nas escolas de Educação Básica brasileira, tanto públicas quanto privadas. Sobre isso, Ostermann e Moreira (2000) discutem a importância da inserção da FMC no Ensino Médio, principalmente se considerarmos o desenvolvimento tecnológico da sociedade contemporânea. Logo, problematizar, refletir e discutir o desenvolvimento científico e/ou tecnológico em nosso mundo atual perpassa o ensino de FMC na Educação Básica.

Ainda, discussões em torno da perspectiva da Educação CTS (Ciência Tecnologia Sociedade) são centrais para o desenvolvimento de um ensino de FMC crítico e problematizador. A Educação CTS tem como objetivo central promover a democratização de processos decisórios que envolvem temas relacionados à Ciência e Tecnologia (AULER, 2023). Além disso, Auler (2007) expõe que a Educação CTS visa a superação de três mitos, sendo eles: (i) Modelo de Decisões Tecnocráticas; (ii) Determinismo Tecnológico; e (iii) Perspectiva salvacionista/redentora atribuída à Ciência-Tecnologia. Assim, a Educação CTS possui uma gama de objetivos formativos relevantes capazes de aperfeiçoar a atividade docente e favorecer o desenvolvimento dos estudantes (Silva; Araújo, 2023).

Uma das possibilidades de articulação entre os pressupostos da Educação CTS e a inserção de FMC no ensino médio é a abordagem fílmica. Sobre essa abordagem, Santos, Souza e Melo (2021, p. 30) colocam que uma parcela interessante de educadores 'direciona a utilização das obras cinematográficas para a formação de cidadãs e cidadãos reflexivos e mais críticos, pois voltam olhares para a articulação de conhecimentos que fundamentam o conteúdo CTS'.

Com base nas considerações supracitadas, o problema que permeia o presente estudo é: De que forma a inserção do filme Interstellar pode contribuir para as discussões CTS no contexto de aulas de Física no Ensino Médio? Para responder este problema, foi construída e desenvolvida uma unidade didática relacionando o filme Interstellar, FMC e a Educação CTS, em que será abordada na próxima seção.

## Proposta e contexto de desenvolvimento

A unidade didática foi construída no contexto da disciplina de pós-graduação 'Tópicos de Física Moderna para o Ensino de Física' (FSC871) 1 , do Programa de Pós-Graduação em Educação Matemática e Ensino de Física (PPGEMEF) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). A unidade didática foi direcionada pelos pressupostos da Educação CTS e estruturada a partir dos Três Momentos Pedagógicos (3MP). Os 3MP é uma dinâmica didática-pedagógica balizada pelos pressupostos do educador brasileiro Paulo Freire e constituída por: (i) Problematização Inicial (PI); (ii) Organização do Conhecimento (OC); e (iii) Aplicação do Conhecimento (AC) (MUENCHEN; DELIZOICOV, 2014). Um resumo da unidade didática, elaborada e desenvolvida em sala de aula, pode ser visualizado no quadro a seguir:

Quadro 1 - Unidade didática

## Fonte: Autores

Como podemos observar no quadro anterior, esta unidade didática foi desenvolvida ao longo de 11 horas/aula. A implementação foi realizada em uma turma de 31 estudantes do 3º ano do Ensino Médio, em uma instituição privada, localizada no município de Santa Maria/RS.

## Aspectos metodológicos

No que tange aos aspectos metodológicos, o presente estudo é de natureza qualitativa (GIL, 2010). Os instrumentos de coleta de dados foram: Produção dos Estudantes na PI (PE\_PI), Produção dos Estudantes na AC (PE\_AC), Apresentação dos Estudantes no debate (AE) e Relato do Educador (RE). As discussões, que serão realizadas na próxima seção, estão divididas de acordo com os 3MP - PI, OC e AC.

## Resultados e discussões

## Problematização Inicial

A partir das anotações dos estudantes no decorrer do filme e das respostas às problematizações iniciais, foi aparente que eles conseguiram elencar diversos aspectos da Física abordados no filme, principalmente no campo de FMC, fazendo relações iniciais para a discussão CTS, principalmente relacionadas aos três mitos supracitados.

Grande parte da turma apontou, como aspecto da Física presente na obra cinematográfica, a gravidade . Esse aspecto surgiu intrinsecamente ligado à relatividade geral, representando 45 excertos dos 162 referentes a PI. Pode-se constatar que o filme permitiu aos estudantes identificarem características envolvendo o buraco negro, o que pode facilitar um entendimento sobre este tipo de corpo celeste.:

Tempo e gravidade: Gravidade e sua relação com o tempo; Conceito de dilatação temporal: afirma que o tempo pode ser alterado dependendo da intensidade gravitacional; O tempo passa mais devagar perto de um objeto massivo (PE\_PI\_151, grifo nosso).

Nota-se também que a relação entre força gravitacional e massa foi emergente no excerto, o que o filme apresenta ligado ao conceito de buracos negros.

- O segundo aspecto da Física mais destacado foi o buraco negro. Em parte relacionado a gravidade e a relatividade geral. Percebe-se nos destaques, 'Buracos negros tem grandes forças gravitacionais' (PE\_PI\_34) e 'O tempo passa mais devagar perto de um buraco negro' (PE\_PI\_58) que a partir do filme, começaram a destacar características envolvendo o buraco negro , o que pode facilitar um entendimento sobre o corpo celeste.
- O terceiro aspecto da FMC mais emergente nesse momento foi o buraco de minhoca. Ainda, como no caso do buraco negro, relacionado a relatividade geral e mais especificamente a ideias iniciais sobre a contração de Lorentz, como se pode ver no excerto, 'Buraco de minhoca que leva para outra galáxia/ A realidade é distorcida quando entrar no buraco de minhoca' (PE\_PI\_16).

Para além da Física, importantes aspectos filosóficos e humanos surgiram, ligados à Ciência. Foram esses, o fim do mundo e a sobrevivência da humanidade, fortemente relacionado à escassez de alimentos e ao esgotamento dos recursos naturais, e as motivações das decisões no aspecto amor, emoção e razão, respectivamente presentes nos excertos: 'Debate moral e ético sobre o uso que fazemos dos recursos naturais. E também um possível cenário futuro, caso não sejamos mais conscientes ao utilizar os recursos naturais' (PE\_PI\_105) e 'O dilema pessoal do personagem principal junto com a conexão de Murphy com o seu pai levanta muitas questões filosóficas sobre o amor, o dever e as conexões humanas' (PE\_PI\_148).

Ainda na PI, foi possível ter um ensejo das discussões CTS. Percebeu-se que

os três mitos estavam incorporados em algumas respostas, mas já vinham sendo desconstruídos em outras, principalmente com relação ao salvacionismo e neutralidade da CT, como pode-se ver no excerto seguinte:

Apesar da possibilidade de viagem no tempo ser tentadora, acredito que poderia causar eventos temporais e catastróficos irreversíveis, que se forem usados por uma mente maldosa, será mais prejudicial do que benéfico. Para a sociedade seria visto como 'um passo mais perto do futuro', mas com certeza seria usado desenfreadamente (PE\_PI\_115).

Neste caso, o estudante apresenta o entendimento de que a CT pode gerar eventos ruins e preocupa-se com a intencionalidade por trás dos envolvidos nesta.

## Organização do conhecimento

Na OC os aspectos físicos, identificados pelos estudantes no momento anterior, foram aprofundados conceitualmente, de acordo como está no Quadro 1 referente aos planos de aula. Isso foi feito a partir das cenas do filme e das características dos conceitos que já haviam sido percebidas por eles, como já citado com relação a: (i) Relatividade; (ii) Buracos Negros; (iii) Ponte Einstein-Rosen (Buraco de Minhoca); e (iv) Contração do Espaço-Tempo.

## Aplicação do conhecimento

Em ambas as atividades que compreenderam a AC, os estudantes desenvolveram discussões que contemplavam elementos de natureza CTS.. Demonstraram uma certa consciência de que apenas a CT não pode salvar o planeta e/ou a humanidade, como na unidade a seguir:

A decisão final dependerá de avanços tecnológicos , pressões ambientais, recursos disponíveis e considerações éticas , e é importante envolver cientistas, filósofos, líderes políticos e a sociedade como um todo nesse debate (PE\_AC\_1, grifo nosso).

Além disso, o estudante se posiciona a favor da participação da sociedade nesse processo decisório. Houve também a noção de que existem intencionalidades por trás do que é decidido sobre a CT, demonstrando o reconhecimento da não neutralidade, como em:

Temos as soluções, temos a ciência, os recursos, os projetos, os cientistas e as possibilidades, mas não o fazemos, não precisaríamos estar enfrentando uma das piores crises ambientais se tivéssemos vencido a ganância e cegueira dos homens que nos governam (PE\_AC\_3).

Emergiu, também, a defesa de um desenvolvimento sustentável e colaborativo, em oposição a um desenvolvimento exploratório e competitivo. Isso

percebe-se no excerto: 'Por isso, a colaboração entre países é fundamental para abordar os desafios globais. Acordos internacionais, como o Acordo de Paris [...] são exemplos de esforços para enfrentar as mudanças climáticas.' (PE\_AC\_9).

Em contraponto, ideias ligadas aos três mitos surgiram nas produções de alguns estudantes, como mostra a unidade a seguir:

Avanço tecnológico: A exploração e colonização de planetas distantes requer avanços avançados em tecnologia, ciência e engenharia, o que poderia resultar em inovações úteis que beneficiariam a humanidade como um todo.(PE\_AC\_9).

Percebe-se que surgiu uma ideia de que naturalmente o avanço tecnológico representaria benefícios para a humanidade. Essas ideias reforçadas pelos mitos foram postas em 'cheque' quando chegou o momento do debate na AC. Em que ambos os lados, sejam os defensores da fuga para outro planeta ou do esforço para preservação deste, foram se dando conta de um questionamento muito importante do tipo: 'Quem será beneficiado pelo desenvolvimento da CT?'. E a partir dessa surgiram questões adjacentes do tipo: 'Só uma elite poderá fugir em uma nave espacial?' e 'Para quem o planeta será salvo? Ainda manteremos as pessoas em estado de vulnerabilidade?'. Com isso, os dois lados questionaram a proposta oposta e a própria, conforme destaca o seguinte excerto do RE:

Um ponto que me chamou a atenção foi que um dos principais argumentos do grupo que defendia a tentativa de rever a situação no planeta Terra era que apenas as pessoas mais ricas e com mais condições conseguiriam sair do planeta Terra. Após certo tempo, uma estudante do grupo contrário explanou: 'Poxa, mas a gente já vive em uma sociedade elitizada, em uma sociedade capitalista que pouco liga para as pessoas mais vulneráveis. Para muita gente, a vida não é tão boa assim na Terra' (RE\_5).

A partir desse momento no debate percebeu-se algo além dos indícios de superação dos mitos da CT, uma 'faísca' de um certo desenvolvimento de valores. Valores ligados à criticidade, ao posicionamento, relacionados a uma certa empatia, não só pela mesma espécie, mas pelas diversas que dividem o planeta com a humanidade.

Ao final do debate, boa parte dos estudantes foi considerando as duas preocupações válidas e justas, tentar salvar o planeta e os que nele habitam e tentar garantir a sobrevivência da espécie, como aportado pelo relato do professor:

No final, o que me chamou mais atenção foi que faltando 10 minutos para acabar o debate, um aluno levantou a mão e disse: 'Por que a gente tem que ficar nessa briga se a gente pode fazer os dois, rever a situação na Terra e estudar a vida extraterrestre?'. Acredito que esta opinião demonstra que a prova debate reviu algumas discussões, mas, também, possibilitou a

tomada de decisões que não sejam apenas ser a favor ou contra, mas sim construir, coletivamente, uma compreensão de como solucionar determinada problemática. (RE\_6).

Entende-se que a ideia de um desenvolvimento sustentável e coletivo esteve bastante presente nessa prática e foi se lapidando até a última atividade.

## Considerações finais

Seria ingenuidade considerar que os mitos da CT foram devidamente superados e os valores completamente desenvolvidos a partir das atividades realizadas. Na verdade, como já argumentado, os mitos se mantiveram presentes, mas a presença deles foi mudando de algo inquestionável para algo questionável.

A abordagem fílmica e os 3MP auxiliaram a trazer a discussão da FMC para o nível da sociedade, situação não tão comum em aulas de Física Moderna. Entende-se que a dramatização do filme trouxe à tona a complexidade envolvida nos processos decisórios relacionados à FMC, as motivações e as consequências.

Pode-se afirmar, com base nos resultados da implementação, que a unidade didática elaborada trouxe para as aulas de Física uma discussão CTS. Essa discussão caminhou para a superação dos mitos da CT e para o desenvolvimento de valores importantes na formação do cidadão crítico, capaz de se posicionar frente a problemáticas, como as decisões envolvendo Física Moderna. Contudo, ressalva-se que mais práticas que proporcionem discussões CTS seriam necessárias para a efetiva superação dos mitos e o desejado desenvolvimento desses valores..

## Referências

AULER, Décio. Articulação entre pressupostos do educador Paulo Freire e do movimento CTS: novos caminhos para a educação em ciências. Contexto e Educação . V.22, n.77, p.167- 188, 2007.

AULER, Décio. Seminário: Cuidado! Um cavalo viciado tende a voltar para o mesmo lugar . PPGEMEF/UFSM/Santa Maria/RS, 2023.

MUENCHEN, Cristiane; DELIZOICOV, Demétrio. Os Três Momentos Pedagógicos e o Contexto de Produção do Livro Física. Ciência & Educação , v.20, n.3, p.617-638, 2014.

SANTOS, Laryssa Feitosa dos; SOUSA, Ricardo Augusto Cardoso de; MELO, Marcos Gervânio de Azevedo. Abordagem fílmica no ensino de física: um estudo com professores e professoras de física da mesorregião do baixo Amazonas Paraense. Vitruvian Cogitationes ,, v. 2, n. 2, p. 23-32, 2021.

SILVA, A. C.; ARAÚJO, M. S. T. Objetivos formativos presentes em Teses e Dissertações relacionadas com a Educação CTS defendidas no Brasil entre 2010 e 2019. Revista Indagatio Didactica (Aveiro, Portugal), v. 15, n. 1, p. 255-272, 2023.

OSTERMANN, Fernanda; MOREIRA, Marco Antônio. Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa 'física moderna e contemporânea no ensino médio'. Investigações em Ensino de Ciências , v. 5, n. 1, p. 23-48, 2000.