AVALIAÇAO DA HIPERMIDIA ENQUANTO RECURSO DIDATICO PARA O ENSINO DE CONCEITOS DE FISICA MODERNA E SOBRE A NATUREZA DA CIENCIA

## AVAVALIAÇÃO DE UM SISTEMA HIPERMÍDIA ENQUANTO RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO DE CONCEITOS DE FÍSICA MODERNA E SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA

Daniel Iria Machado a [dpedm@uol.com.br] Roberto Nardi b [r.nardi@uol.com.br]

## RESUMO

Avalia -se o potencial de um sistema hipermídia para dar suporte ao ensino e à aprendizagem da Física Moderna na escola de nível médio. A pesquisa abrangeu a produção e avaliação de um software educacional fundamentado em princípios ausubelianos de ensino, em estudos relativos à inserção da Física Moderna no Ensino Médio, em debates promovidos no âmbito do movimento Ciência-Tecnologia-Sociedade, em considerações quanto ao papel pedagógico da História e da Filosofia da Ciência e em orientações para a implementação e aferição da qualidade de sistemas hipermídia. A proposta didática foi avaliada por pesquisadores de Ensino de Física, licenciandos de Física e estudantes do terceiro ano do Ensino Médio. Investigou-se a construção, pelos alunos do Ensino Médio, do conceito de equivalência massa-a-energia e de noções quanto à natureza da Ciência com o suporte da hipermídia. Foram obtidos indícios de que o uso do computador foi fator de motivação dos estudantes; a diversidade de elementos de mídia auxiliou-os a fixar a atenção sobre o conteúdo e favoreceu a visualização e interpretação dos fenômenos, facilitando ainda o raciocínio; o hipertexto estruturado em conformidade com princípios ausubelianos contribuiu para a percepção da relação entre os conceitos e ajudou no desenvolvimento de subsunçores para apoiar a aprendizagem subseqüente. Constatou-se que a proposta didática avaliada favoreceu a evolução das concepções da maior parte dos estudantes quanto ao conceito de equivalência massa-a-energia e suas implicações; às relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade, incluindo aspectos ambientais e políticos; ao papel da Ética no desenvolvimento e aplicação dos conhecimentos científicos; ao progresso da Ciência ao longo do tempo.

Palavras -chave: Ausubel; construtivismo; ensino Ciência-Tecnologia-Sociedade; ensino de Física; hipermídia; Física Moderna.

## 1 INTRODUÇÃO

Na modernização da escola buscando torná-la mais condizente com a realidade da sociedade contemporânea, além da atualização de currículos e da transformação de práticas pedagógicas, é relevante considerar a incorporação de tecnologias que permitam aperfeiçoar o processo de ensino e aprendizagem.

- O computador, devido ao seu potencial para o trabalho com a informação, é um recurso cuja utilização pode contribuir para o desenvolvimento de materiais instrucionais e atividades didáticas. A hipermídia, em particular, resultante da união de hipertexto e multimídia, é uma tecnologia da informação dotada de características que a tornam uma ferramenta eficiente para a organização e a exploração do conhecimento. Por hipertexto entende -se um conjunto de textos que podem ser lidos de forma não-linear, ou seja, na

ordem desejada pelo leitor, mediante o acesso a conexões ou links. Multimídia significa a reunião de diferentes tipos de mídia, incluindo imagens, animações, filmes e sons. A hipermídia viabiliza a criação de seqüências de telas ou trilhas que podem ser percorridas numa ordem predefinida pelo professor ou exploradas conforme o aluno tenha seu interesse despertado por determinada idéia.

Neste texto, discute-se a potencialidade de um sistema hipermídia para a introdução da Física Moderna no Ensino Médio. O trabalho resultou de uma pesquisa conduzida com o intuito de conhecer a forma pela qual um software educacional que emprega a hipermídia e enfoca aspectos históricos, filosóficos, tecnológicos, sociais e ambientais da Ciência, objetivando o ensino de Física Moderna, poderia contribuir para estudantes do Ensino Médio construírem conceitos científicos e noções sobre a natureza da Ciência, incluindo concepções sobre as inter-relações desta com a Tecnologia, a Sociedade e o Ambiente. A investigação abrangeu a produção e avaliação de um software fundamentado em princípios ausubelianos de ensino (AUSUBEL, 1976), em propostas para a inserção da Física Moderna no Ensino Médio (ARRIASSECQ; GRECA, 2002; EIJKELHOF; KORTLAND; LOO, 1984; TERRAZZAN, 1994; WATTS et al., 1997), em debates promovidos no âmbito do movimento Ciência -Tecnologia-Sociedade (FOUREZ, 1997; KRASILCHIK, 2000), em considerações quanto ao papel da História e da Filosofia da Ciência (G(GIL PÉREZ et al., 2001; MONK; OSBORNE, 1997) e em orientações para a implementação e avaliação de sistemas hipermídia (JONASSEN, 1986; LANGFORD, 1993) .

A primeira etapa da pesquisa consistiu na elaboração de um sistema hipermídia dotado de características que pudessem favorecer a alfabetização científica e a aprendizagem significativa de conceitos de Física Moderna. A segunda etapa correspondeu à avaliação, por pesquisadores da área de Ensino de Ciências e estudantes de um curso de licenciatura em Física, do protótipo desenvolvido. A terceira etapa diz respeito à avaliação das possibilidades de aprendizagem com o apoio do software hipermídia proposto, a partir de uma situação ão em sala de aula envolvendo estudantes de uma escola pública do Ensino Médio.

## 2 CARACTERÍSTICAS DO SOFTWARE TÓTÓPICOS DE FÍFÍSICA MODERNA

O sistema hipermídia denominado Tópicos de Física Moderna constitui uma proposta de recurso didático para o Ensino Médio compatível com as práticas construtivistas. Foi preparado tendo em vista a introdução à Física Moderna com ênfase em conceitos básicos da Teoria da Relatividade e fenômenos nucleares que permitem exemplificar a idéia de equivalência entre massa e energia, abordando-se também temas tecnológicos, sociais, históricos e filosóficos.

A primeira versão desse software educacional foi implementada ao longo de um período de 16 meses, de janeiro de 2004 a abril de 2005. A versão final foi obtida após a realização de ajustes sugeridos por pesquisadores e licenciandos que avaliaram o programa . No projeto para a elaboração do sistema hipermídia foram definidos os tópicos a serem incluídos; as inter-relações entre os textos; os elementos de mídia para compor o ambiente virtual; o layout t das telas.

Foram selecionados tópicos para compor o software objetivando-se a construção dos seguintes conceitos de Física Moderna pelos estudantes: invariância das leis da Física em referenciais inerciais; constância da velocidade da luz no vácuo; dilatação dos tempos; contração das distâncias; momento linear relativístico; energia relativística; equivalência massa-a-energia; princípio da equivalência; buraco negro; onda gravitacional; fissão nuclear; fusão nuclear; radioatividade; caráter provisório e descontínuo do conhecimento científico; programa de pesquisa; relações entre Ciência e Ética; relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente. A escolha desses conceitos foi realizada tendo enquanto referência a lista consensual com 18 tópicos de Física Moderna para o Ensino Médio elaborada por Ostermann e Moreira (1998 a apud d OSTERMANN; MOREIRA, 2000) a partir de um estudo D Delphi i que englobou a opinião de físicos, pesquisadores em Ensino de Física e professores de Física do Ensino Médio. Visando

a contribuir para a compreensão quanto à natureza da Ciência e a visão da Física enquanto Cultura, também foram propostos tópicos considerando-se a História da Ciência; a Filosofia da Ciência; as inter-relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente.

Os textos do software foram redigidos a partir da pesquisa bibliográfica em diversas fontes de informação, incluindo livros técnicos e de divulgação científica, revistas especializadas e jornalísticas, e sites da Internet. Procurou-se adequar a abordagem ao terceiro ano do Ensino Médio, concentrando-se mais em aspectos conceituais e utilizandose pouca Matemática (TERRAZZAN, 1994). Adotou-se a estratégia de evidenciar os limites da Física Clássica e explicitar suas diferenças em relação à Físísica Moderna, com o intuito de favorecer a ligação entre conceitos clássicos familiares aos estudantes e aqueles trazidos pelas teorias atuais (GIL; SOLBES, 1993).

Pressupõe-se que, ao utilizar o software, os estudantes já tenham adquirido alguns conceitos básicos de Física Clássica: partícula; referencial; espaço; tempo; velocidade; massa; força; trabalho; energia; momento linear; momento angular; calor; temperatura; carga elétrica; potencial elétrico; corrente elétrica; leis de conservação; campo; onda. Embora esses tópicos geralmente façam parte dos currículos adotados no Ensino Médio, a avaliação inicial dos estudantes pode indicar a necessidade de se utilizar organizadores prévios a fim de proporcionar a formação de s subsunçores a adequados na estrutura cogognitiva dos aprendizes , ou seja, conceitos mais gerais que permitam a conexão de novas idéias, apoiando o entendimento do material a ser estudado com o software.

Figura 1. Tela de abertura do software.

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O sistema hipermídia foi organizado em seis módulos (Visão Inicial; Teoria da Relatividade; Tecnologia &amp; Sociedade; História da Ciência; Ciência &amp; Filosofia; Fronteiras da Ciência), reunindo trinta textos por áreas afins e relacionados entre si por meio de links. Na figura 1, pode-se ver a tela de abertura do software, que contém os ícones cuja ativação conduz ao menu u introdutório de cada módulo. Os textos encontram -se ilustrados com imagens, filmes e animações relevantes, acompanhados das respectivas legendas, visando a enriquecer o conteúdo e facilitar a a formação de conexões não-arbitrárias e substanciais (não-literais) na estrutura cognitiva do estudante.

A estrutura do hipertexto foi estabelecida de modo a permitir a exploração dos conceitos segundo o princípio da diferenciação progressiva, procurando fafavorecer o percurso de trilhas - - seqüências de telas - - em que se parte dos aspectos mais gerais para se alcançar os de maior grau de especificidade. Por exemplo, ativando-se os links disponíveis, pode-se iniciar a leitura sobre postulados da Teoria da Relatividade Restrita,

passar ao estudo da dilatação dos tempos, seguir para o texto sobre contração das distâncias, continuar acessando informações sobre momento linear relativístico, atingir a seção sobre energia relativística, conectar-se ao material sobre fissão nuclear (figura 2) e concluir examinando dados sobre reatores nucleares.

Figura 2. Tela do texto Fissão Nuclear, com links à direita e uma animação à esquerda.

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Foram incluídos links s para a apresentação de materiais propiciadores da ligação entre os conhecimentos anteriores do estudante e as novas idéias a serem expostas, possibilitando o acesso a organizadores prévios. Exemplo disso foi a elaboração do texto com o desenvolvimento histórico da Teoria da Relatividade, para que o estudante comece a se familiarizar com conceitos, fatos e personalidades relacionadas a essa construção científica, e perceba alguns dos problemas existentes na Física Clássica. Desse modo, buscou -se contribuir com o desenvolvimento de subsunçores para o aprofundamento dos conceitos da Teoria da Relatividade e suas correlações.

Procurou -se indicar semelhanças e diferenças entre conceitos em alguns trechos do material desenvolvido, para favorecer a reconciliação integrativa. Exemplo disso é a comparação entre os conceitos de energia na abordagem clássica e na relativística, apontando-se aspectos comuns e distinções.

Em diversos textos podem ser acessados, a partir de um link k específico, questões e problemas que pretendem estimular a reflexão do estudante, voltar sua atenção para aspectos importantes do assunto e possibilitar a discussão crítica com os colegas e o professor, de modo a promover a consolidação dos conceitos. Existem perguntas com diversos graus de elaboração, desde as mais simples, destinadas a destacar certos pontos relevantes do texto que o aluno deve rever e verificar se assimilou bem, até as mais problematizadoras, geradoras de debates com maior profundidade. Nessa última categoria encaixam-se as questões envolvendo informações atuais extraídas de jornais e revistas, dentre outras situações que exigem a aplicação dos conhecimentos aprendidos a novos contextos.

Os links s no hipertexto foram inseridos para possibilitar também o acesso a idéias complementares, facultando a conexão com temas afins relacionados a determinados tópicos, segundo o interesse despertado nos estudantes. Por exemplo, o texto sobre Teoria Geral da Relatividade apresenta conexões que podem levar aos textos sobre as ondas gravitacionais, os buracos negros e a biografia de Albert Einstein.

Para auxiliar a orientação do usuário durante a navegação pelo sistema hipermídia, foi elaborado o mapa do software, acessível a partir de um m menu u na parte superior da tela. Ao se

percorrer de cima para baixo a tela na qual esse mapa é exibido, encontram-se ícones que representam textos contendo conceitos cada vez mais específicos. O mapa mostra graficamente a estrutura hipertextual do programa, fornece a localização atual do usuário e possibilita que este se dirija a qualquer ponto do software clicando com o m mouse e sobre o ícone correspondente. Ao se posicionar o cursor sobre um ícone, são exibidos uma etiqueta com o assunto e os l links presentes no texto associado. Esse recurso visa a facultar uma visão geral sobre o material existente no programa e as inter-relações entre as idéias tratadas.

Uma vez implementado o s software, procedeu-se à revisão da programação, objetivando eliminar erros do sistema. O material foi utilizado por dois estudantes que fizeram o pré-teste e consideraram os textos compreensíveis e o ambiente de navegação adequado.

## 3 AVAVALIAÇÃO DO SISTEMA HIPERMÍDIA

O software Tópicos de Física Moderna foi avaliado por cinco pesquisadores de Ensino de Física e dezessete licenciandos de um curso de Física, com o auxílio de uma ficha contendo 47 itens. Esse e instrumento foi proposto com base na ficha de avaliação utilizada no Programa Nacional do Livro Didático o (BRASIL, 2005), na ficha de avaliação de softwares desenvolvida por Athayde (1990) e nos critérios de avaliação de sistemas hipermídia educacionais considerados por Campos (1994). Os itens de 1 a 43 da ficha abrangiam conteúdos e aspectos teórico-o-metodológicos (precisão dos conceitos; correção da linguagem; clareza e objetividade; abordagem de relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente; desenvolvimento de noções sobre a natureza da Ciência; dentre outros pontos); aspectos pedagógico-o-metodológicos (consideração das experiências prévias dos estudantes; presença de elementos motivacionais; ausência de estereótipos e preconceitos; facilitação da da percepção das inter-relações entre os assuntos; dentre outros pontos); aspectos editoriais / visuais (diagramação e revisão isentos de erros graves; adequação de animações, filmes, imagens e sons; dentre outros pontos); e aspectos técnicos (facilidade de uso pelos estudantes; adequação das ferramentas de navegação; operação sem interrupções; dentre outros pontos). Os itens 44 a 46 consistiam em questões abertas, relacionadas respectivamente a características positivas e negativas do software e à forma de utilizá -lo. O item 47 correspondia ao posicionamento final em relação à qualidade do software. Em cada um dos itens de 1 a 43, o avaliador deveria assinalar se os aspectos descritos estavam presentes no software integralmente ou parcialmente, ou se não foram verificados. A avaliação, discutida mais pormenorizadamente em um trabalho anterior (MACHADO; NARDI, 2005), mostrou que, na visão da maior parte dos avaliadores, o software apresenta características capazes de contribuir para o processo de ensino e aprendizagem de Física Moderna. A análise realizada pelos pesquisadores e licenciandos forneceu elementos para o aperfeiçoamento da versão do software utilizada em sala de aula.

Para investigar o processo de ensino e aprendizagem com o suporte da hipermídia, o próprio pesquisador ministrou a estudantes do Ensino Médio um curso introdutório com a utilização do s software Tópicos de Física Moderna. P Pesquisou-se o desenvolvimento das seguintes idéias pelos estudantes: a) a equivalência entre massa e energia; b) o caráter descontínuo da evolução do conhecimento e sua provisoriedade; c) as relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente; d d) o papel da Ética em Ciência. Além de aspectos conceituais, buscou -s -se dar atenção também à influência do curso e do software sobre a motivação dos estudantes e, ainda, a indícios de aprendizagem de conteúdos procedimentais e atitudinais.

Para o registro de dados durante o curso, utilizou-se a seguinte metodologia: a a) as aulas foram filmadas; b) um diário descrevendo as atividades realizadas em sala de aula e contendo observações, impressões e análises do professor-pesquisador foi elaborado, a fim de possibilitar a anotação de informações que não fossem captadas na filmagem; c) um instrumento de pesquisa contendo cinco questões abertas para avaliar o entendimento dos estudantes quanto aos conceitos investigados foi respondido antes do início do curso e logo após seu término; d) um questionário para o levantamento da opinião dos estudantes quanto ao curso e ao s software ,

adaptado dos trabalhos de Athayde (1990) e de Machado e Santos (2004), foi aplicado ao término do curso; e) os estudantes foram entrevistados, ao final do curso, com o intuito de aprofundar o conhecimento de suas opiniões quanto ao curso e ao software e para se obter esclarecimentos adicionais sobre sua aprendizagem. As entrevistas realizadas foram filmadas.

O curso introdutório à Física Moderna realizou -se de 03/11 a 28/11/2005, com aulas ocorrendo à noite, de 19 h às 21 h. Esse horário foi escolhido pelos próprios estudantes, que também assistiam às aulas regulares do Ensino Médio no período matutino. O módulo didático teve duração de 20 horas, com a realização de 10 encontros de duas horas cada um, duas ou três vezes por semana. A turma constituiu-se inicialmente de 10 estudantes que estavam completando o terceiro ano do Ensino Médio em uma escola pública. Os alunos foram incentivados a matricular -se no curso pelo professor de Física encarregado das aulas regulares. A participação no curso não era atividade obrigatória. Os alunos inscreveram-se movidos basicamente pelo interesse em aprofundar seus conhecimentos, pois não receberiam uma nota na disciplina regular de Física em virtude de terem tomado parte no curso de Física Moderna. Dentre os estudantes matriculados, dois compareceram a apenas uma aula e outro a somente três aulas, no início do curso. Logo, concluíram o curso sete estudantes, que serão considerados nas análises feitas neste trabalho. Segundo o docente responsável pela turma regular, esses alunos estavam entre aqueles com melhor desempenho em sua disciplina. O modo pelo qual a turma foi constituída provavelmente resultou no envolvimento de estudantes com atitudes mais positivas em relação ao estudo da Ciência e com maior motivação para a aprendizagem, quando comparado com uma classe típica. Os estudantes serão designados com a utilização dos símbolos E1, E2, E3, E4, E5, E6 e E7, para que suas identidades sejam preservadas. Dos sete estudantes, quatro são do sexo masculino (E1, E2, E6 e E7) e três s são do sexo feminino (E3, E4 e E5).

Objetivando facultar a construção de conceitos e possibilitar aos estudantes a explicitação do entendimento que estavam adquirindo, as aulas foram desenvolvidas de acordo com a seguinte seqüência didática: a) explanação inicial do professor; b) exploração pelos alunos de um tópico do sistema hipermídia; c) debate das questões propostas no software em dupla e com o professor; d) debate das questões envolvendo toda a turma; e) resposta individual às questões e entrega do material ao professor.

A disposição dos estudantes na sala de aula foi feita de modo a existirem duas pessoas utilizando cada computador. Tal orientação teve o objetivo de favorecer o trabalho conjunto e a troca de idéias entre os estudantes durante as atividades, procurando contemplar aspectos motivacionais e de aprendizagem. Com a desistência de três alunos, um dos estudantes acabou ficando sozinho em um computador, embora eventualmente dialogasse com colegas próximos.

A seguir, apresentam-se os textos explorados pelos estudantes durante as aulas, na seqüência em que foram estudados, com base nos princípios da Teoria da Aprendizagem de Ausubel, formando cinco grupos (trilhas pelo hiperdocumento) com objetivos pedagógicos específicos: a) Trilha I: Introdução ão ao Módulo Visão Inicial; Conceitos de Física Clássica; Conceitos de Física Moderna; b) T Trilha II: Desenvolvimento Histórico da Teoria da Relatividade; Metodologia dos Programas de Pesquisa; c) Trilha III: Postulados da Teoria da Relatividade Restrita; Dilatação dos Tempos; Contração dos Espaços; d) Trilha IV: Energia Relativística; Física Nuclear; Fissão Nuclear; Fusão Nuclear; Reatores Nucleares; Acidentes Nucleares; e) Trilha V: Projeto Manhattan; Armas Nucleares; Ciência e Ética. A primeira trilha visou a contribuir para a percepção do fato de que os conceitos da Física evoluem, o estabelecimento da distinção entre Física Clássica e Física Moderna e a obtenção de uma noção geral e qualitativa de diversos conceitos fundamentais da Física Moderna. A segunda trilha objetivou facultar a construção de uma visão histórica do surgimento e desenvolvimento da Teoria da Relatividade, e favorecer a conscientização quanto ao caráter provisório e descontínuo do conhecimento científico. A terceira trilha teve a finalidade de propiciar o entendimento dos postulados fundamentais da Teoria da Relatividade Restrita e de algumas de suas implicações. A quarta trilha teve o propósito de possibilitar a percepção de relações entre o conceito de equivalência massa-energia, fissão e fusão nuclear; suas aplicações tecnológicas; e possíveis repercussões sociais e ambientais. A quinta trilha visou a contribuir para a assimilação de

noções sobre a responsabilidade social do cientista e a importância de considerar a Ética na condução da pesquisa científica e nas aplicações resultantes dessa atividade.

## 4 Resultados

Verificou -se uma correlação entre várias características do software hipermídia planejadas em seu projeto e percebidas em sua avaliação, embora nem todos os aspectos almejados tenham sido alcançados plenamente. As informações reunidas mediante o emprego de diferentes instrumentos e métodos de investigação, provenientes de pesquisa-adores, licenciandos e estudantes do Ensino Médio, levaram à constatação de que, de modo geral, a versão do sistema hipermídia utilizada no curso-o-piloto: a) apresenta textos bem escritos, compreensíveis e conceitualmente corretos; b) favorece a leitura crítica do conteúdo; c) contempla noções sobre a natureza da Ciência, abrangendo sua inter-relação com a Tecnologia e a Sociedade; d) congrega diferentes elementos de mídia para criar um ambiente agradável de aprendizagem; e) emprega ilustrações, animações e vídeos para favorecer a compreensão dos conceitos; f) possui recursos capazes de tornar a aprendizagem motivadora; g) pode ser operado com facilidade, possibilitando a exploração do conteúdo sem produzir problemas apreciáveis de desorientação e sem exibir erros de funcionamento.

- A potencialidade da hipermídia para a abordagem da Física Moderna evidenciada na avaliação de pesquisadores e licenciandos confirmou-se durante o curso-o-piloto realizado com estudantes do Ensino Médio. A partir das observações em sala de aula e da opinião dos alunos, registradas em questionários e entrevistas, foi possível verificar que: a) o uso do computador foi fator de motivação; b) a variedade de elementos de mídia auxiliou a fixar a atenção sobre o conteúdo e favoreceu a visualização dos fenômenos, facilitando ainda o raciocínio; c) o hipertexto estruturado em conformidade com princípios ausubelianos colaborou para a percepção da relação entre os conceitos e ajudou no desenvolvimento de subsunçores para dar suporte à aprendizagem subseqüente. Esses três pontos serão discutidos a seguir.

Conforme se apurou, a oportunidade de participar de aulas interagindo com o computador foi valorizada pelos estudantes, em virtude de o emprego da máquina ter apoiado a aprendizagem e constituído um diferencial em relação às aulas tradicionais. Tais aspectos aparecem no seguinte dizer da estutudante E5:

- "(...) é mais interessante do que essas aulas que a gente tem normalmente, só [com] quadro e caderno. É bem melhor você trabalhar ali no computador. Você ver coisa diferente assim. Sair daquela rotina. É bem melhor. Você aprende mais até. Se você me perguntar alguma coisinha de Física que eu estudo na escola, eu não sei responder nada. Agora... daqui a gente já tem uma base assim mais ou menos. Né?" " (E5).
- O emprego da multimídia para representar o conteúdo em diferentes formatos pode ter implicado maior facilidade para a efetivação de conexões intencionais, isto é, nãoarbitrárias, entre os conceitos a serem assimilados e a estrutura cognitiva, facultando também a melhoria da discriminabilidade destes em relação aos subsunçores presentes. O apoio à aprendizagem proporcionado pela multimídia foi apontado pelos estudantes em declarações tais como as seguintes:
- "(...) Ajudou bastante. Porque como eu já havia dito... melhora cem por cento, [com] as animações. Porque na hora que você está no papel ali, você não imagina que é daquele jeito. Pode estar escrito, você pode imaginar de um jeito bem diferente, mas na hora que você vê assim, achei bem melhor. Bem melhor mesmo" " (E1).
- "(...) só em teoria, assim lendo, a gente fica meio assim... que não entende assim, mas daí quando vê a animaçãozinha, já dá uma clareada" " (E3).
- "(...) Eu acho que... que nem aquele [assunto] da usina nuclear. Lendo, eu não entendi o que era. Agora, olhando o desenhinho e o senhor explicando como que funciona, já é outra

coisa, já dá para você ter uma base melhor. Porque às vezes fala uma coisa e fica difícil imaginar como que é. E tendo uma imagem, não. Né? Facilita bastante o raciocínio" (E4).

"Chamou até mais a nossa atenção... para o assunto, porque às vezes você está cansado de ler e aí vem uma coisa diferente. Você já [pensa]: 'Opa! Prestar atenção!' (...)" ( (E4).

- "(...) É mais legal até de você entender. Principalmente aquele lá da fissão, do coisinho [nêutron] que aparecia assim e chup! Aquele ali era massa!" " (E5) [A estudante fez, durante sua fala, um gesto indicando uma colisão e depois a divisão do alvo].
- "Eu estava meio confuso nessa parte aí, porque acontece a dilatação [do tempo], e o videozinho lá me ajudou a entender melhor o porquê disso, o porquê daquilo" (E2).

A contribuição da exploração do hipertexto para o estabelecimento de significados pelos alunos pode ser associada ao fato de os links inseridos para constituir sua estrutura terem permitido o percurso de trilhas pelo hiperdocumento nas quais as idéias são progressivamente diferenciadas, com facilidade de navegação para idas e vindas ao longo da hierarquia conceitual, além de terem propiciado acesso a conceitos correlatos situados em um nível similar de generalidade e inclusividade.

Os estudantes E4 e E6 expressaram o fato de os recursos do software os terem ajudado a perceber as ligações entre as idéias com os seguintes termos:

"Ah, eu acho que ajudou. Porque é bem mais prático assim... mais fácil de entender assim... o que está interligado uma coisa com a outra. Até que aquele esqueminha daquele mapa lá, eu achava interessante" " (E4).

- "(...) O negócio da Ética, da população e a Sociedade... alguma coisa assim... interligado com as bombas atômicas, com as idéias dos cientistas, que alguns são contra e outros a favor. Vários assuntos vão interligando com outros... Daí o das usinas nucleares... Entendeu? O que afeta a saúde, o que... traz de bom e traz de ruim. Os textos estão interligados sim" " (E4).

"Isso é um fato interessante, porque cada tema, um liga o outro assim sem dificuldade nenhuma. Você vai pegando um e já vem a idéia do outro seguinte" " (E6).

A facilidade para navegação foi ressaltada pelos estudantes E2 e E5 da seguinte forma:

- "(...) é bem diferente de você estar com um livro. Fica tudo mais fácil, mais rárápido. E a explicação é melhor, porque é mais fácil entender do que você ficar lendo um livro" " (E2).
- "(...) Às vezes você não lembrava de uma coisa assim de um lado, daí tu ia rapidinho lá dar uma olhadinha, daí voltava" " (E5).

Devido à diversidade de temas desenvolvidos no software, optou-se por focalizar, na investigação, a construção de um conjunto selecionado de significados. Isso possibilitou a constatação de que a proposta didática discutida neste trabalho favoreceu a evolução das concepções da maior paparte dos estudantes quanto aos seguintes pontos: a) o conceito de equivalência massa-energia e suas implicações; b) as relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade, incluindo aspectos ambientais e políticos; c) o papel da Ética no desenvolvimento e aplicação dos conhecimentos científicos; d) o progresso da Ciência ao longo do tempo.

Com efeito, a proposta didática para o ensino de Física Moderna com o uso da hipermídia, organizada segundo pressupostos construtivistas, em um enfoque CTS no qual elementos de História e Filosofia foram considerados, facultou a quase todos os alunos a assimilação de idéias básicas sobre a equivalência entre massa e energia, abrangendo conhecimentos quanto à sua formulação matemática e sua aplicação a fenômenos tais quais a formação de pares e as reações nucleares. Para exemplificar esse fato, pode-se comparar as respostas da estudante E3 à terceira questão aberta do instrumento de pesquisa. Antes do curso, apresentada a um evento de formação de um par elétron-prósiton a partir r de um raio gama, a estudante não conseguiu estimar a energia mínima do fóton para que o processo ocorresse, nem explicar o princípio físico que permitiria resolver o problema. Após o curso, a

aluna empregou corretamente o princípio da equivalência (E0 E0 0 = m mc 2 ) para solucionar a questão e expressou a seguinte concepção a respeito deste: " " Quando há aumento de m m há aumento de E E e assim inversamente no decaimento" " (E3). Importa ressaltar que o fenômeno de formação de pares não havia sido discutido em detalhes durante o curso, revelando uma habilidade da aluna de estender o que havia aprendido sobre equivalência massa-a-energia a um novo contexto.

Verificou -se que a maior parte dos estudantes pôde perceber a ligação entre o fenômeno físico da fissão nuclear e a tecnologia dos reatores nucleares, além de adquirir melhor entendimento de seu potencial para a produção de energia elétrica, dos riscos associados aos resíduos radioativos e de sua capacidade de gerar matéria-prima para armamentos. Por exemplo, ao ser convidada a comentar, no primeiro item da quarta questão aberta do instrumento de pesquisa, a polêmica relativa à instalação de novas usinas nucleares, considerando seus aspectos positivos e negativos, a estudante E4 nada respondeu . A Após o curso, sua resposta foi: "P "Positivo: as usinas nucleares utilizam pouca água, portanto se houver uma grande seca elas seriam uma das soluções do problema de energia. Contra: as usinas nucleares produzem muito lixo que faz mal para a saúde. Através das usinas nucleares podem ser feitas bombas atômicas" " (E4). Esta mesma estudante, que também não havia conseguido responder ao segundo item da quarta questão aberta do questionário, a respeito do princípio fundamental da Física que se relaciona ao funcionamento dos reatores nucleares, f fez a seguinte explanação após o curso: "Reação de fissão: onde um nêutron colide com um átomo, este se parte e libera mais dois nêutrons que colidem com outros e assim sucessivamente" " (E4).

Averiguou-se que a maioria dos alunos conseguiu estabelecer a conexão das reações nucleares de fissão e fusão com a tecnologia das armas nucleares, além de alcançar melhor compreensão da força destrutiva desses artefatos, do poder de intimidação das nações que os possuem e das questões éticas relativas à sua produção e utilização. Por exemplo, ao ser indagada, no terceiro item da quinta questão aberta do instrumento de pesquisa, sobre o princípio fundamental da Física relacionado às bombas nucleares lançadas sobre o Japão durante a Segunda Guerra Mundial, a estudante E5 nada escreveu antes do curso. Após o curso, informou: "A fissão faz com que as bombas liberem energia" (E5). Quando inquirido se o tema das bombas atômicas ainda era importante na atualidade, no quarto item da quinta questão aberta do instrumento de pesquisa, o estudante E1 nada respondeu. Após o curso, expôs a seguinte reflexão: "Sim, com o avanço da tecnologia as bombas estão ficando com muito mais potência e todos têm que ter em mente as suas aplicações. É o modo em que elas não serão aplicadas, visando sempre a comunicação entre os governos para o não-uso de tais armas, tanto os países com mais tecnologia nuclear quanto os com menos" (E1).

Constatou -se que quase todos os estudantes desenvolveram noções sobre a responsabilidade dos cientistas e da população diante de questões científicas e tecnológicas com repercussões sociais e ambientais, e ampliaram sua conscientização quanto à nãoneutralidade social da Ciência e dos pesquisadores. Por exemplo, ao ser indagado, no segundo item da quinta questão aberta do instrumento de pesquisa, se considerava importante que cientistas reflitam e se posicionem em relação a questões com implicações sociais e políticas, e também a população em geral, o estudante E1 nada escreveu antes do curso. Após o curso, expressou as seguintes idéias: "Sim. É sempre bom que os cientistas se posicionem e reflitam para que suas descobertas não acabem em genocídio por meio de guerras políticas. A população em geral tem que ter a sua opinião sobre tais aplicações de armas ou descobertas fefeitas por cientistas" (E1).

A proposta didática favoreceu também a consolidação pelos alunos da noção de que as idéias da Física sofrem transformações profundas, exemplificadas pelo caso das idéias relativísticas adotadas em detrimento das concepções clássicas. Para ilustrar esse aspecto, podese comparar as respostas do estudante E2 à primeira questão aberta do instrumento de pesquisa. Ao ser indagado no questionário se considerava que o conhecimento científico muda com o tempo e uma teoria física, uma vez estabelecida, pode ser superada por outras, o estudante E2

escreveu, antes do curso: " "Eu considero que pode mudar, porque com o passar dos anos vão se descobrindo novas fórmulas" ( (E2) . E após o curso: " "Sim, a Física está sempre mudando, com o passar dos ananos foram estabelecidas outras formas para algumas teorias, como a teoria de Newton, e Einstein chegou e mostrou que poderia haver dilatação no tempo, essa é minha opinião, que algumas teorias podem ser superadas por outras" (E2).

A rede de associações de i idéias estabelecidas pelos estudantes e expressadas segundo suas próprias palavras denotaram a ocorrência da aprendizagem significativa de conceitos.

Uma limitação na aprendizagem significativa foi observada na dificuldade dos alunos em explicar a liberação de energia em certas reações nucleares a partir da equivalência massa-energia e relacionar essa noção diretamente a dispositivos tecnológicos tais quais os reatores nucleares e as armas nucleares. O entendimento de que a evolução das teorias científicas envolve rupturas e descontinuidades, com a substituição de um programa de pesquisa por outro, também constituiu um aspecto no qual a aprendizagem significativa foi pouco satisfatória na maior parte dos casos.

As observações das atividades realizadas e as informações fornecidas pelos estudantes indicaram que certas opções metodológicas para o ensino de Física Moderna adotadas no software e no curso introdutório trouxeram alguma contribuição para a aprendizagem. Encontraram-se indícios de que o incentivo ao estudo do conteúdo do s software por duplas de estudantes e ao intercâmbio de informações entre estes favoreceu a aprendizagem de conteúdos atitudinais, pois alguns alunos procuraram auxiliar os demais colegas, demonstrando solidariedade, e valorizaram a oportrtunidade de trocar idéias para obter melhor entendimento da matéria. Conforme informaram os estudantes, isso não ocorria habitualmente em seu ensino regular. Um comentário da estudante E5 ilustra esse ponto:

"(...) Geralmente é cada um na sua e Deus por todos. Ali daí a gente troca uma idéia. Mostra o que achou de interessante para o outro. Se você não entende, daí tu pergunta para a pessoa que entendeu. É mais legal" (E5).

Houve evidências também de que as atividades de leitura e discussão realizadas durante o curso concorreram para a aprendizagem dessas modalidades de conteúdo procedimental, pois alunos declaradamente não possuidores do hábito de ler dedicaram-se a isso, passando a explorar o material espontaneamente, logo ao chegar na sala de aula, e a participar dos debates das idéias obtidas dessa forma.

## 5 Considerações Finais

De modo geral, apesar de algumas limitações verificadas, pode-se assumir que o sistema hipermídia Tópicos de Física Moderna, n na forma como foi utilizado no curso introdutório descrito, atingiu seus principais objetivos, de contribuir para a construção de conceitos científicos e sobre a natureza da Ciência por estudantes do Ensino Médio. Os resultados obtidos no processo de ensino e aprendizagem com o emprego dessa proposta didática a representaram evidências favoráveis ao uso conjugado da hipermídia com os princípios construtivistas de Ausubel, em associação com a abordagem CTS e considerando-se questões históricas e filosóficas, assim como conteúdos procedimentais e atitudinais. Os dados encontrados na pesquisa sugerem a pertinência de se investir no desenvolvimento e na avaliação de novos materiais em formato hipermídia estruturados segundo princípios similares, incluindo-se orientações para seu uso didático, com o aprofundamento de tópicos de Física Moderna e outros assuntos.

Para que recursos pedagógicos de natureza semelhante ao programa discutido neste trabalho sejam efetivamente incorporados às salas de aulas do Ensino Médio, é essencial fomentar uma cultura que propicie sua apreciação e utilização crítica pelos docentes. Promover análises de sistemas hipermídia educacionais e de práticas didáticas com apoio destes em cursos de formação de professores é um modo de contribuir para o entendimento do potencial de tais materiais e preparar os docentes para utilizá-á-los em seus próprios planejamentos de ensino.

## 6 REFERÊNCIAS

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