Física Moderna no Ensino Médio: Raios-X com Enfoque Metodológico em CTS.

## FÍSICA MODERNA NO ENSINO MÉDIO: RAIOS-X COM ENFOQUE METODOLÓGICO EM CTS

Fabio Ferreira de Oliveira [proffabioferrei@aol.com ] a Deise Miranda Vianna [deisemv@if.ufrj.br] b

a FAETEC-ETESC-RJ / PPGE-UFRJ b IF-UFRJ

## RESUMO

A Educação em Ciências de uma forma geral não tem acompanhado o grande desenvolvimento científico e tecnológico das últimas décadas. O Ensino de Física por sua vez tem-se mostrado desatualizado e descontextualizado frente à necessidade de uma educação científica mais sólida e eficaz. O presente trabalho apresenta uma proposta de conteúdo em Física Moderna (Raios-X) com ênfase em CTS, para ser aplicada nas turmas do Ensino Médio. Para desenvolver tal unidade didática estamos fazendo um levantamento com professores desse segmento do ensino para s aber sobre a pertinência desse assunto em suas turmas. Nesse sentido espera-se contribuir de forma efetiva para uma educação científica mais atual onde a compreensão e o entendimento do conceito físico permitam ao aluno interpretar, entender e avaliar suas aplicações e implicações não só do ponto de vista tecnológico, mas também do social.

## AS PESQUISAS EM ENSINO DE FÍSICA SOBRE FÍSICA MODERNA NO ENSINO MÉDIO

Muitos pesquisadores da área de ensino de Física vêm apontando a necessidade urgente de atualização do currículo de Física do Ensino Médio (Terrazzan, 1992, 1994; Cavalcante, 1999; Paulo, 1997; Pereira, 1997; Valadares e Moreira, 1998, Carvalho et al., 1999 apud Ostermann, 2000). O currículo vigente além de desatualizado não desperta interesse nos alunos para o aprendizado da Física. A grande maioria não consegue entender por quê e para quê tem que estudála, a não ser pelo fato da cobrança nos exames vestibulares.

Alguns trabalhos mostram que temas ligados à Física Moderna apontam que, além de resgatarem ou despertarem o interesse dos alunos pelo seu estudo, proporcionam uma aprendizagem mais contextualizada e atual. Entre eles, Ostermann (2000) conclui, numa revisão de literatura sobre Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, que existem muitas justificativas para a atualização do currículo de Física e, além disso, deve-se ' despertar a curiosidade dos estudantes e ajudá-los a reconhecer a Física como um empreendimento humano e, portanto mais próxima a eles.'.

## POR QUE RAIOS-X?

A opção pelo tópico raios-X deve-se ao fato de que sua descoberta afetou diretamente a sociedade, principalmente em relação à Medicina. O seu estudo serve de base para uma abordagem mais geral sobre Física Moderna, analisando temas como a estrutura da matéria, o espectro eletromagnético, a dualidade onda-matéria, as radiações ionizantes e suas aplicações. Além disso, proporciona uma relação com tópicos de outras disciplinas como: História, Biologia e Química. Existem, entretanto, limitações matemáticas do modelo que devem ser consideradas, portanto uma abordagem qualitativa deve sobressair à quantitativa.

A estrutura do trabalho para apresentar os raios-X apóia-se numa concepção de Ensino de Ciências com enfoque em CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade), privilegiando ainda a História da Ciência, consideram-se as implicações históricas, sociais e éticas de seu uso e suas aplicações. Desta forma, procura-se promover uma educação científica para a cidadania, onde o uso indiscriminado da Ciência e da Tecnologia passam a ser (re)pensados criticamente no contexto social no qual o aluno está inserido. Com isso, privilegia-se um modo de produção do conhecimento com características mais multidisciplinares e maior interação entre os diferentes atores sociais envolvidos no processo: cientistas, representantes do governo, setor produtivo, ONG's e imprensa, aumentando a união e a responsabilidade social desses atores (Santos e Mortimer, 2002). Corroborando a escolha do tema e a estrutura metodológica do trabalho as Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio de Física (BRASIL, 2002) mostram que os conhecimentos de Física são fundamentais para a formação do cidadão contemporâneo e que seu ensino deve ser contextualizado e interagir com outras disciplinas de forma a ganhar sentido quando aplicado ao dia a dia de jovens e adolescentes.

## DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO

A fundamentação da proposta está sendo feita, inicialmente, através de uma entrevista com dez professores de Física que atuam no Ensino Médio da rede pública e privada. A análise das respostas servirá de base para a construção da proposta de conteúdo didático sobre os raios-X. Posteriormente, a validação desse material será feita novamente como os professores de Física, o que muito provavelmente implicará num número de professores superior a etapa das entrevistas.

## As entrevistas com os professores

Começamos nosso trabalho com a elaboração de um questionário com nove perguntas com o objetivo de investigar a opinião dos professores de Física do Ensino Médio da rede pública e privada sobre a inserção de tópicos de Física Moderna, particularmente os raios-X, nesse segmento do ensino. Seguem abaixo as perguntas elaboradas:

- 1-Em que série(s) do ensino médio você atua? 2 - Em algum momento você j á trabalhou com tópicos de Física Moderna, como por exemplo, as radiações eletromagnéticas? Quais tópicos já foram abordados? (Caso seja não a resposta: Você gostaria de trabalhar com esses tópicos?). 3Existem orientações oficiais (PCN's) e pesquisas na área de ensino de Física que indicam ser importante a introdução de tópicos de Física Moderna no ensino médio, no sentido de formar um cidadão mais inserido no contexto tecnológico atual. O que você acha disso? Você acha que isso é realmente importante? 4 - Um dos tópicos em pauta são os raios-X. Você acha que seria importante para o aluno estudar esse tópico? Por quê? E você, trabalharia esse tópico? 5 - Apesar das restrições matemáticas, como você usaria em sala de aula os conceitos sobre raios-X? Em que parte do conteúdo seriam úteis? 6 - Você acha que a parte histórica da descoberta dos raios-X seria útil como introdução do assunto em sala de aula? 7 - Como você começaria? Deixaria essa parte de lado e começaria logo pela Física dos raios-X? 8 - Você acha que seus alunos se sentiriam interessados por um tópico desses? 9 -Se houvesse um material já disponível e dependendo da possibilidade de inserção na sua programação, você gostaria de usar esse material?

As entrevistas já foram realizadas e os dados obtidos estão sendo analisados. Eles servirão de base para definirmos em que série do Ensino Médio se dará a inserção do tópico raios-X e em que forma será introduzida (dentro do conteúdo programático normal, como assunto complementar ou como material de apoio de um conteúdo específico). Deverão mostrar o que os professores

acham sobre a importância do estudo da Física Moderna nesse segmento do ensino, especificamente os raios-X e apontar prováveis restrições a sua introdução e soluções para contorná-las.

## A proposta de desenvolvimento do conteúdo didático sobre raios-X

Com base nos dados das entrevistas vamos elaborar uma proposta de conteúdos privilegiando os seguintes aspectos:

Questões sociais: Como e quais são os diferentes usos dos raios-X? Quais são os r iscos de exposição para os seres humanos? Quais as taxas aceitáveis?

Questões científicas: O que são raios-X? Como são produzidos? Que leis físicas respaldam sua teoria? O que são ondas eletromagnéticas? O que é espectro eletromagnético? Quais são suas propriedades físicas?

Questões técnicas: Quais são as aplicações dos raios-X?

Assim, ainda em caráter provisório, pois aguardamos a análise das respostas às perguntas feitas aos professores, temos a seguinte proposta para a distribuição do conteúdo do material didático:

Introdução : Abordagem do aspecto cotidiano do uso dos raios-X; Descoberta dos raios-X por Röentgen; Processo evolutivo: aplicações logo após a descoberta e o desenvolvimento tecnológico até os dias atuais.

Propriedades : Ondas eletromagnéticas: características e propriedades; Espectro eletromagnético.

Produção dos raios-X (fontes) : Modelos atômicos; Espectro contínuo e discreto dos raiosX; Fontes naturais e tecnológicas; Aplicações.

Efeitos para o corpo humano : Efeitos somáticos e genéticos da e xposição aos raios-X; Unidades de medida das radiações; Doses máximas permitidas pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica; Procedimentos para analisar e avaliar riscos; Diferença entre riscos pessoais e sociais.

A metodologia de desenvolvimento dos conteúdos numa turma do Ensino Médio estará baseada nas respostas dos professores, porém devem acontecer partindo dos conhecimentos dos alunos, suas experiências e interesses. Deverão também ser usados diferentes recursos didáticos, que hoje são de fácil acesso, como: vídeos, CD's, e até mesmo visitas a laboratórios de pesquisa. É importante ressaltar que apesar do assunto escolhido ser atualmente restrito ao ensino formal superior, espera-se através do material didático elaborado aliado às estratégias de ensino expostas acima fazer com que aluno e professor participem dialogicamente da construção do conhecimento científico.

## A validação da proposta

Após a elaboração do material didático (enquanto material teórico a ser abordado) validaremos a proposta com os professores de Física que atuam no Ensino Médio. Serão avaliadas a pertinência do modelo, conteúdo, linguagem, estrutura e ordem dos tópicos, adequação a série, etc. O número de professores que serão convidados para fazer esta validação é maior que os que foram entrevistados na primeira etapa do trabalho.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esperamos que essa pesquisa possa contribuir de forma efetiva para uma formação científica em Física mais atual e contextualizada, privilegiando aspectos sociais e históricos e proporcionando ao aluno do Ensino Médio contato com uma Física mais interessante e integrada ao seu dia a dia. É importante e necessário melhorar a qualidade dos conteúdos existentes hoje no currículo formal de Física desse segmento do ensino, diminuindo assim a dicotomia entre o que se transmite em sala de aula e o que o aluno vivencia no mundo real, onde o atual desenvolvimento científico e tecnológico relega ao segundo plano o currículo vigente tornando-o memorístico e desinteressante.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRASIL, Secretaria de Educação Média e Tecnologia. Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio, 2002. Disponível em: http://www.mec.gov.br/semtec/ensmed/ftp/CienciasNatureza.pdf . Acesso em 10 set. 2004.

CAVALCANTE, M. A. - O ensino de uma nova física e o exercício da cidadania Revista Brasileira de Ensino de Física , São Paulo, v.21, n.4, 550-551, 1999.

CARVALHO NETO, R.A. de et al. - Revelando o caráter determinístico da Mecânica Quântica uma ponte para o ensino de física moderna no segundo grau. Ideação , Feira de Santana, v.3, n.1, 51-68, 1999.

OSTERMANN, F.; MOREIRA, M. A.M. - Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa 'Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio' Investigações em Ensino de Ciências , Porto Alegre,v.5,n.1, 1-28,2000. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/public/ensino/revista.htm> Acesso em 10 de set. 2004.

PAULO, I. J. C. de. - Elementos para uma proposta de inserção de tópicos de física moderna no ensino de nível médio. Cuiabá: Instituto de Educação -UFMT, 1997. (Dissertação, Mestrado).

PEREIRA, O. da S. - Raios Cósmicos: introduzindo física moderna do segundo grau. São Paulo: Instituto de Física e Faculdade de Educação - USP, 1997. (Dissertação, Mestrado).

SANTOS, L.P. dos; MORTIMER, E.F. - Uma análise de pressupostos teóricos da abordagem C-TS (Ciência - Tecnologia - Sociedade) no contexto da educação brasileira ENSAIO Pesquisa em Educação em Ciências , Belo Horizonte, v.2, n.2, 1-23, 2002.

TERRAZZAN, E. A. - A inserção da física moderna e contemporânea no ensino de física na escola de 2 grau o Caderno Catarinense de Ensino de Física , Florianópolis, v.9, n.3, 209-214, 1992.

- \_\_\_\_\_. Perspectivas para a inserção de física moderna na escola média. São Paulo: Curso de PósGraduação em Educação - USP, 1994. Tese.

VALADARES, E. C., MOREIRA, A. M. - Ensinando física moderna no segundo grau: efeito fotoelétrico, laser e emissão de corpo negro Caderno Catarinense de Ensino de Física , Florianópolis, v.15, n.2, 121-135, 1998.