FÍSICA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE: UMA EXPERIÊNCIA DIDÁTICA EM NÍVEL DE MESTRADO

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## FÍSICA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE: UMA EXPERIÊNCIA DIDÁTICA EM NÍVEL DE MESTRADO

Licurgo Peixoto de Brito [licurgo@ufpa.br] a

José Ricardo da Silva Alencar [jrsalencar@ig.com.br] b Rogério Gonçalves de Souza [rogeriogdesousa@yahoo.com.br] c Gleiciane Alves [gleicianealvez@yahoo.com.br] d Jedir Rodrigues [jedir@uol.com.br] d

- a Universidade Federal do Pará - Departamento de Física e Núcleo Pedagógico de Apoio ao Desenvolvimento Científico-NPADC
- c Universidade Federal do Pará - Escola de Aplicação e Mestrando em Educação em Ciências e Matemática do NPADC d Universidade Federal do Pará - Mestrando em Educação em Ciências e Matemática do NPADC
- b Universidade Federal do Pará - Centro de Educação e Mestrando em Educação em Ciências e Matemática do NPADC

## RESUMO

Descrevemos aqui a experiência didática na disciplina Tópicos Especiais em Física, Tecnologia e Sociedade, do curso de Mestrado em Educações em Ciências e Matemática. A disciplina foi desenvolvida em duas etapas: fundamentação teórica e aplicação da técnica de ensino através de temas. Na primeira, por meio de discussões de textos criteriosamente selecionados, buscou-se destacar a importância do ensino de ciências para o desenvolvimento de um país. Na segunda, exercitamos a aplicação de uma estratégia metodológica para o ensino de física, sem perder de vista o primeiro objetivo. O nível de interesse, em princípio não esperado devido à heterogeneidade da turma, revelou-se nas discussões de ótimo nível, tanto qualitativo como quantitativo, resultou na produção de textos d e excelente nível e na motivação para o registro dessa experiência didática, conforme detalhamos no corpo do trabalho.

## O CONTEXTO

A experiência que relataremos ocorreu no desenvolvimento da disciplina Tópicos Especiais em Física, Tecnologia e Sociedade , no curso de Mestrado em Educação em Ciências e Matemática do Núcleo Pedagógico de Apoio ao Desenvolvimento Científico (NPADC) da Universidade Federal do Pará. A disciplina faz parte das atividades optativas complementares à formação dos mestrandos. Com o objetivo de favorecer uma formação docente compatível com as transformações tecnológicas e sociais em que nos inserimos, que requerem a valorização da cidadania, optamos por discutir o enfoque Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS), subsidiando o trabalho docente desses futuros mestres. Acreditamos com isso estar contribuindo para suprir uma lacuna existente nos cursos de licenciatura, em relação às novas tendências mundiais do ensino de ciências, particularmente de Física, em especial aquelas expressas nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN). Enquanto esses Parâmetros sinalizam a necessidade de mudanças metodológicas urgentes, e o sistema oficial de ensino procura atualizar seus professores, formados em uma estrutura mais ortodoxa, só agora os cursos de licenciatura começam, timidamente, a construir Projetos Políticos Pedagógicos melhor adequados às demandas atuais. Assim, alguns anos serão necessários para que os docentes formados nos cursos de graduação possam estar preparados para aplicar metodologias que promovam as mudanças significativas que esperamos acontecer no ensino das ciências naturais na educação básica. Nesse contexto, acreditamos que os cursos de pós-graduação podem catalisar o processo através de experiências como a que ora relatamos.

## A EXPERIÊNCIA

A disciplina foi planejada para atender principalmente a dois objetivos: 1 - evidenciar a importância do ensino de ciências para o desenvolvimento de um país e para a formação de seus cidadãos; 2 -exercitar a aplicação de uma estratégia metodológica para o ensino de física socialmente contextualizado e que favoreça a formação cidadã.

Assim sendo, a primeira parte do curso consistiu de discussões de textos como: Ciência, filosofia e poder na antiguidade clássica de Augusto Forti, A revolução industrial e os novos triunfos da ciência, da tecnologia e do poder de Franco Ferrarotti, Ciência e tecnologia desde o fim da segunda guerra mundial de Alexander King, que compõem capítulos do livro Ciência e Poder (Mayor & Forti, 1995); Os quatro aspectos do desenvolvimento e Ciência básica, ciência aplicada e técnica , que são capítulos do livro Ciência e desenvolvimento (Bunge, 1980); O enfoque ciência, tecnologia e sociedade e a aprendizagem centrada em eventos (Cruz & Zylbersztajn, 2001) e A formação do cidadão e o ensino de CTS - Ciência, Tecnologia e Sociedade texto que corresponde a um dos capítulos do livro Educação em química: compromisso com a cidadania (Santos & Schnetzler, 2003). Para essas discussões, a turma composta de onze alunos foi dividida em duplas ou trios que, após leitura extra-classe, apresentavam o conteúdo dos textos sob sua responsabilidade. Os demais integrantes da turma, que também teriam feito a leitura prévia do texto, tinham a função de provocar o debate com perguntas e comentários. Q uando necessário o professor poderia intervir durante a discussão, porém, necessariamente, ao final da atividade fazia comentários de caráter geral e apontava os pontos principais do tema em debate e suas relações com a disciplina destacando a importância dos temas discutidos para o ensino de física.

Na segunda parte, o curso tornou-se mais operacional. Utilizou-se a estratégia de ensino através de temas que já vem sendo aplicada por nós em cursos de graduação. Esses temas, propostos e desenvolvidos pelo professor e pelos grupos de alunos, têm a finalidade de apresentar conteúdos de física a partir de um contexto sócio-cultural, enfatizando a influência da ciência e da tecnologia nas transformações sociais. Assim, foram desenvolvidos os seguintes temas:

Iluminação - em que se demonstra a evolução dos dispositivos utilizados pelo homem para produzir a iluminação artificial, desde as tochas à base de óleos combustíveis até as lâmpadas de halogênio, destacando sua influência nos hábitos humanos e sua jornada de trabalho.

As tecnologias da informação e comunicação na educação à distância on-line no estado do Pará: o desvelar de um conteúdo de física na abordagem CTS - destaca, como indica o próprio título, as mudanças de paradigma produzida pela tecnologia da informação e seu uso na educação à distância, com ênfase na contribuição de físicos como Maxwell para a utilização das ondas eletromagnéticas.

A energia e as máquinas como instrumentos de transformações sociais - demonstra a importância do desenvolvimento de mecanismos de transformação e transferência de energia na vida do homem.

Evolução das formas de armazenamento de informações - desde os registros rupestres até os meios eletrônicos, evidenciam-se influências científico-tecnológicas nas formas de registrar informações.

A revolução eletrônica dos semicondutores - evidencia a importância da pesquisa básica em física para os avanços em tecnológicos em aparelhos eletrônicos e sua influência na sociedade.

O que é tempo, afinal? - discute o conceito de tempo, sob vários aspectos, bem como a evolução histórica de sua medição e suas relações com a mecânica, a astronomia e a física nuclear.

Ao longo dessas apresentações, são estudados conceitos e princípios físicos relacionados a luz, calor, eletromagnetismo, mecânica, etc, que são explorados na medida da necessidade de compreensão do funcionamento dos dispositivos analisados. É evidente a transversalidade dos temas através dos conteúdos tradicionalmente compartimentados no ensino de física. Vale ressaltar que o primeiro tema foi desenvolvido pelo professor, como referência para a os grupos.

## OS RESULTADOS

A análise dessa experiência revela que a primeira parte do curso possibilitou reflexões, em contextos amplos, sobre a importância da ciência, da Física em particular, para a melhoria da qualidade de vida da humanidade e suas relações com o poder. Isto pode ser percebido por depoimentos dos alunos que revelaram ter tido a ' oportunidade de perceber a Física com outros olhos '. Além disso, na nossa opinião, essa etapa facilitou a inserção de conceitos e princípios físicos na segunda parte do curso e amenizou as diferenças devidas à heterogeneidade da turma 1 .

O resultado mais expressivo surgiu, no entanto, na segunda parte do curso. Os trabalhos apresentados mostraram que o objetivo inicial da disciplina havia sido alcançado uma vez que os estudantes fizeram a exposição dos temas considerando, com propriedade e de forma equilibrada, o contexto sócio-cultural, os conceitos e princípios físicos e suas contribuições para a tecnologia e sociedade. A estrutura dos trabalhos escritos que documentavam as apresentações seguia a mesma linha, destacando os conceitos e princípios físicos como anexos. Isso possibilita melhor fluência do texto e aprofundamento nos conceitos físicos visto que, destacados do texto, eles podem ser explorados de forma mais completa, sem comprometer o desenvolvimento do tema. Além disso, na versão apresentada em meio eletrônico, o texto que apresenta o tema destaca em negrito as expressões que necessitam de explicações físicas, associando a elas um hyperlink , por meio do qual o leitor tem a opção de consultar uma exposição detalhada. Essa liberdade é muito útil quando se trata de atingir um público heterogêneo.

Para fins de ilustração, apresentaremos a seguir dois exemplos, em forma de resumo, dos temas desenvolvidos nesta experiência. Os termos em negrito referem-se a conceitos físicos detalhados em separado. Pela natureza deste trabalho, dispensamos esse detalhamento.

## Exemplo 1 - Que é o tempo, afinal?

O que é o tempo? Na física este conceito é pouco discutido. Importância maior é dada aos cálculos que o envolvem apenas como parâmetro numérico. Isto se verifica principalmente na mecânica , inclusive em tópicos em que a discussão conceitual de tempo seria relevante, como em refenciais inerciais galileanos ou einstenianos . Tendo sido relegado no Ensino de Física, é de extrema necessidade resgatar um pouco da profundidade que esta categoria conceitual possui, intrinsecamente, e na sua relação com a sociedade.

A noção de tempo surge desde a pré-história com a percepção dos mais variados ciclos, associados às idéias de dia , noite , ano , e suas respectivas estações , passando pela antiguidade, idade média, moderna e contemporânea, incluindo a mudança epistemológica surgida com a física moderna , mudando a maneira de pensar os conceitos absolutos. Poucos conceitos foram tão misteriosos quanto o tempo, filosófica, epistemológica e fisicamente . Entretanto, numa referência à abordagem Ciência, Tecnologia e Sociedade, discutiremos o tempo, bem como a história de sua medição, representados nos mais variados aspectos tecnológicos utilizados nos diferentes instrumentos ( gnômon ou obelisco, calendário, relógios de pêndulo, mecânicos e atômicos ) que foram desenvolvidos ao longo de séculos e períodos de organização social. É, portanto, neste contexto que se pode explorar este conceito, paradoxalmente trivial e complexo, que é o Tempo.

## Exemplo 2 - A revolução eletrônica dos semicondutores

No século passado, notadamente na década de 40, os sistemas telefônicos, equipamentos de telecomunicações e computadores empregavam um grande número de dispositivos amplificadores e comutadores de corrente elétrica , como o relé e a válvula termoiônica ou eletrônica . Ainda que representassem um enorme avanço quanto a melhoria da transmissão de sinais elétricos em equipamentos eletrônicos, tais dispositivos eram insatisfatórios quanto sua eficiência, velocidade, consumo de energia e durabilidade. Além disso, aqueles equipamentos eram verdadeiros 'gigantes' eletrônicos em dimensões, número de válvulas e gasto de energia. Como resolver esses problemas? A solução satisfatória e inovadora estava oculta, vindo do mundo microscópico, a partir dos estudos da Física do Estado Sólido de materiais semicondutores , sendo capaz de revolucionar completamente pesquisas e aplicações naquelas e noutras áreas do conhecimento, principalmente a informática. O diodo é o carro-chefe dessa revolução. Mas foi a partir do transistor que ela se fez de verdade. Sua primeira versão foi inventada 'acidentalmente' nos Laboratórios da Bell Telephone, em dezembro de 1947, por John Bardeen e Walter Brattain, quando procuravam desenvolver um dispositivo equivalente à válvula termoiônica. O transistor foi usado pela primeira vez num receptor de rádio. Na época, poucas pessoas se deram conta do significado e importância da invenção, embora fosse uma realização científica formidável. As dificuldades de fabricação, somadas ao elevado preço do germânio , primeiro elemento utilizado para sua construção, muito raro na natureza, mantinham seu preço muito alto. Os melhores transistores custavam 8 dólares, numa época em que o preço de uma válvula era de apenas 75 centavos de dólar. A partir disso e cada vez mais rápido, foram amplas as mudanças que experimentamos, seja no aperfeiçoamento de aparelhos já consagrados, como a televisão e o rádio, seja no desenvolvimento de outros utensílios, de celulares a calculadoras de bolso. Nos propomos então a examinar os detalhes históricos, físicos e suas implicações na transformação da sociedade.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

O nível de envolvimento dos estudantes nas discussões, durante a primeira etapa do curso, e a qualidade das exposições e dos textos produzidos na segunda etapa revelam que os objetivos da disciplina foram plenamente alcançados. Assim é que, dos próprios alunos, surgiu a proposta de registrar a experiência e, após a revisão necessária, publicar, pelo menos internamente, os textos produzidos. Assim, esperamos contribuir para a troca de experiências didáticas no ensino de física na perspectiva de uma formação cidadã.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- M. Bunge, Ciência e desenvolvimento . Editora Itatiaia Limitada e Editora da Universidade de São Paulo, Belo Horizonte e São Paulo, 1980.
- F. Mayor, A. Forti. Ciência e Poder . Editora Papirus, Campinas-SP, 1995.
- W.L.P. Santos, R.P. Schnetzler. Educação em química: compromisso com a cidadania . 3ª ed., Editora Unijuí, Ijuí-RS, 2003.
- S.M.S.C. Souza Cruz, A. Zylbersztajn. O enfoque ciência, tecnologia e sociedade e a aprendizagem centrada em eventos. In : M. Pietrocola. Ensino de Física: Conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora . Editora da UFSC, Florianópolis, 2001.