CONTRIBUIÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO-PEDAGÓGICO INTERDISCIPLINAR DE FÍSICA, A PARTIR DE PESQUISAS DO PROJETO LBA, ENFOCANDO O CICLO DO CARBONO.

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## CONTRIBUIÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICOPEDAGÓGICO INTERDISCIPLINAR DE FÍSICA, A PARTIR DE PESQUISAS DO PROJETO LBA, ENFOCANDO O CICLO DO CARBONO

Viviane Paula Pereira Barbosa 1 [vivianepereira@lbaeco.com.br] Dra. Valéria Rodrigues de Oliveira 2 [valeria@lbaeco.com.br] Dr. Elinei Pinto dos Santos [elinei@ufpa.br] 3

1 Universidade Federal do Pará- Campus de Santarém/bolsista RHAE (CNPQ)

2 Projeto Contexto Amazônico - LBA 3-Universidade Federal do Pará - Campus de Santarém

## RESUMO

O Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (Projeto LBA) envolve um vasto programa de pesquisas interdisciplinares visando explicar o funcionamento e a inter-relação dos ecossistemas amazônicos. Em Santarém-PA, o projeto LBA desenvolve suas pesquisas na Floresta Nacional do Tapajós (FLONA/Tapajós) e tem discutido temas de importância global, como o ciclo do carbono, que desempenha um papel preponderante nos ciclos biogeoquimicos da terra. No conjunto dos estudos sobre mudanças climáticas globais, estudos têm sido realizados no sentido de verificar se a Amazônia é ou não um sumidouro de carbono, pois devido à magnitude da floresta amazônica qualquer alteração resultante das mudanças climáticas ou dos usos da terra poderá ter um impacto significativo n o clima regional e global. No entanto, este conhecimento tem sido disponibilizado numa linguagem técnico-científica, em geral, em língua inglesa (padrão para publicação de trabalhos científicos) o que dificulta o acesso à comunidade regional. Um levantamento do ensino de Física nas escolas de ensino médio em Santarém-PA revelou uma carência de conhecimentos por parte dos professores e uma alta deficiência nos livros didáticos utilizados, no que se refere ao tema ciclo do carbono. Em vista disso, buscamos contribuir para a produção de materiais didático-pedagógicos a partir de pesquisas interdisciplinares do LBA, realizadas na Flona do Tapajós com ênfase no ciclo do carbono. Tais materiais poderão facilitar a compreensão de conceitos físicos integrantes ao conteúdo do ensino médio.

## INTRODUÇÃO

O Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (Projeto LBA) através de estudos multi e interdisciplinar têm obtido notoriedade na área científica nacional e internacional, devido a contribuições para o entendimento de importantes problemas regionais, como o estudo de exploração seletiva de madeira, que pode indicar novas alternativas ao uso sustentável da floresta na Amazônia. Em Santarém-PA, o Projeto LBA, desde 1999, tem realizado seus estudos na Floresta Nacional do Tapajós (FLONA/TAPAJÓS). Neste sentido, o desenvolvimento das atividades de pesquisa do Projeto LBA na FLONA alia-se com a necessidade de pesquisas referentes a temas de grande importância e discussão mundial, como os ciclos do carbono, nitrogênio, água, entre outros.

Entretanto, as novas abordagens alcançadas pelo Projeto LBA acham-se descritas em linguagem científica que precisa ser interpretada e redimensionada nos seus diferentes aspectos para que esse novo saber formal alcance os diferentes níveis de ensino das instituições locais e regionais. Assim, partimos da premissa de que essas pesquisas científicas realizadas fornecem contribuições para publicações didático-pedagógicas para o ensino de Física no Ensino Médio. O presente trabalho faz parte do Projeto Contexto Amazônico, uma iniciativa da Universidade Federal do Pará - Campus de Santarém em parceria com o Projeto LBA, e tem por objetivo produzir materiais didático-pedagógicos fazendo uso dos conhecimentos obtidos pelo LBA na região amazônica, em

geral, na FLONA do Tapajós a 80 Km de Santarém. Neste trabalho, em especial, nossas contribuições dão ênfase ao ciclo da carbono.

## REFLETINDO SOBRE AS BASES DA INTERDISCIPLINARIDADE

Desde os tempos antigos o ensino foi organizado de forma segmentada: em disciplinas ou em áreas. Atualmente, o crescimento do saber científico e as especificidades tecnológicas trouxeram a proliferação de disciplinas cada vez mais distanciadas umas das outras. Em contraste com isso, a ampliação das necessidades sociais e o surgimento de problemas cruciais para a presente civilização, como a questão ambiental, apontam para a necessária união de esforços entre os especialistas das várias disciplinas do conhecimento. Muitos educadores defendem a prática da interdisciplinaridade, que pode ser definida 'como a interação entre duas ou mais disciplinas. Essa interação pode ir da simples comunicação de idéias à integração mútua de conceitos diretores da epistemologia, da terminologia, da metodologia, dos procedimentos, dos dados e da organização referentes ao ensino e à pesquisa'. (PIRES, 2000). Vemos que na realidade científica e na realidade social a Física se relaciona com todos os outros ramos do saber, e está presente nas mais diversas práticas profissionais. Assim a interdisciplinaridade é uma palavra-chave para a produção de material-didático pedagógico desta ciência, e, segundo a Lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB) e os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNEM-Física), a produção de material didático deve ter como princípios norteadores não só à interdisciplinaridade, como também o contexto regional.

## LEVANTAMENTO DA SITUAÇÃO DO ENSINO DE FÍSICA EM SANTARÉM-PA

Visando seguir os direcionamentos recomendados pela LDB e pelo PCNEM de Física, realizamos (SANTOS et al., 2004) uma avaliação do ensino de Física em 24 escolas municipais, estaduais e particulares do centro e da periferia de Santarém, região oeste do Pará, através de visitas e questionários aplicados aos professores. Um total de 34 professores de física participaram da, avaliação que caracterizou a Escola, o Professor, identificou e analisou os principais livros didáticos de Física. Como resultados da avaliação, concluímos que somente 34% dos professores que lecionam Física possuem graduação específica, 66% dos professores são formados em outras áreas sendo que destes 52% são licenciados em Matemática. Não foram detectados professores sem graduação e 47% já possuem especialização, embora não seja na área de Física. Dentre os professores pesquisados, 59% lecionam há menos de 05 anos e foi unanimidade a importância de discutir questões ambientais com os alunos, no entanto, 24% discutem sempre e 64 % discutem às vezes questões ambientais com seus alunos. Dos 34 professores consultados, 04 reconheceram o ciclo do carbono, mas não identificam conceitos físicos inseridos no mesmo. Os principais livros utilizados na disciplina Física em Santarém foram analisados com base nos critérios da contextualização e interdisciplinaridade propostos pela LDB e pelo PCNEM; bem como o que trazem sobre o ciclo do carbono ou conceitos associados a ele. Dos 10 livros analisados destaca-se que não foi detectada nenhuma abordagem específica, relacionada ao ciclo do carbono. Verificou-se ainda que todos eles contextualizam de forma nacional os conteúdos e metade apresenta uma tentativa de interdisciplinaridade, entretanto, não são adequados à realidade amazônica e não aguçam o interesse do aluno por questões científicas atuais, não possibilitando assim aos professores trabalhar com o tema transversal Meio Ambiente proposto pelo PCN, em especial, o ciclo do carbono.

Nossos resultados apontam para a necessidade de se produzir material didático-pedagógico abordando em especial a ciclagem global do carbono, bem como cursos e capacitação dos professores que lecionam Física, referentes a esta temática na região de Santarém e entorno.

## CONTRIBUIÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO-PEDAGÓGICO DE FÍSICA

Ao escrever sobre texto didático: críticas e expectativas, Silva (2000) ao abordar sobre o fracasso escolar de vários estudantes carentes afirma que, em geral o livros didático é preparado para a realidade da classe dominante, pois 'expressa os conteúdos de ensino através de textos que, quase sempre estão distanciados da realidade e dos interesses dos alunos. Assim posto o problema, ficaríamos diante da premissa de que a distância entre a vida real dos alunos e os textos dos livros didáticos sejam responsáveis em parte, pelo fracasso escolar dos estudantes carentes, porque se supõe que tal distância gera a alienação e daí o desinteresse dos alunos pela matéria lecionada'. Para que os textos didáticos-pedagógicos cumpram de forma plena o seu papel, estes devem ser produzidos refletindo a realidade do aluno utilizando exemplos que podem ser facilmente entendidos por ele e devem indicar como os assuntos estão interligados não só com a sua realidade, mas com diversas disciplinas. Vários conceitos físicos poderiam ser mais bem absorvidos pelos alunos se fossem usadas aplicações envolvendo aspectos da sua realidade, no caso da região amazônica, as questões ambientais tem uma forte presença. Tais complementações, porém, devem ser feitas de forma adequada, isto é, que demonstrem claramente de que forma os conceitos físicos estão inseridos, ampliando assim o conhecimento do aluno através de figuras, gráficos e ilustrações que facilitem o processo de ensino-aprendizagem. Podem ser introduzidos resultados recentes de pesquisas científicas relacionadas ao tema que está sendo abordado, familiarizando o aluno com o meio científico e enfocando a importância de tais descobertas para todos, em escala global.

Exemplificando nossa proposta para a produção de material didático-pedagógico, escolhemos trabalhar com um conteúdo do ensino médio - o estudo das medidas de massa. Esta exemplificação deve ser direcionada a alunos do terceiro ano, visando dar subsídios para o vestibular, que tem buscado cada vez mais questões multidisciplinares e de discussão mundial sobre mudanças climáticas e as relações internacionais entre países desenvolvidos e em desenvolvimento.

É um tema de discussão atual o protocolo de Quioto, assinado em 1997 por inúmeros países, entre os quais o Brasil. Este protocolo, que é conhecido como Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), divide os países do mundo em dois grupos: anexo-1 (desenvolvidos) e não-anexo-1 (em desenvolvimento ou em transição). Pelo Protocolo de Quioto, os 38 países do chamado anexo 1 (exceto USA) se comprometeram a reduzir as emissões dos seis principais gases do efeito estufa em 5,2% durante o período de 2008-2012. O Protocolo permite que as metas sejam alcançadas por ações de reduções nacionais ou da compra de créditos referentes a reduções voluntárias, vendidos pelos países não pertencentes ao grupo dos países desenvolvidos. Assim, o grupo do anexo-1 financiariam idéias em outros países para compensarem a incapacidade de diminuírem a descarga de gases em seu território. O Brasil seria um dos candidatos a receber auxílio financeiro de países desenvolvidos para implementar projetos, que poderiam contemplar, por exemplo, a recuperação de áreas degradadas ou de preservação. Estas ações seriam compensadas pelos países desenvolvidos através de recursos financeiros.

Sendo o tema relevante e atual é importante propor questões e problemas aos alunos de forma que os mesmos passem a conhecer o protocolo de Quioto e, a partir de inferências e cálculos em nível de ensino médio os mesmos possam avaliar ordens de grandezas, assim tendo subsídios para opinar sobre o assunto onde a questão per se é também fonte de informação. Esta metodologia pode ser implementada a partir da leitura complementar sobre o protocolo de Quioto, da informação de que as serrarias da região aproveitam apenas o tronco da árvore, e que o custo por tonelada de carbono (excluindo o custo da terra) seqüestrado para três tipos de plantios - celulose (fabricação de papel), carvão e madeira são respectivamente, $13,60, $3,47 e $14,45 t/C (tonelada/carbono) e do fato de que aproximadamente 50% da biomassa é constituída de carbono seqüestrado (FOSTER BROWN, 1992). Podemos então formular as sequintes questões: 1) Como você estimaria a ordem

de grandeza do carbono seqüestrado a partir da biomassa dos troncos das árvores existentes em um hectare de floresta? 2) Qual seria a compensação em dinheiro para financiar esta quantidade de carbono nas três formas de plantios realizados na Amazônia? Vale discutir ainda que embora o custo do carvão seja menor, o impacto ambiental pela sua utilização será maior e a taxa de retorno financeiro da madeira será maior do que os outros tipos de plantios.

Estas são questões que podem ser o início de uma discussão sobre massa e formas de disponibilidade de energia por exemplo, além de usar conhecimentos da Geometria Plana e abordar transformações de unidade de massa. O aluno para levantar a ordem de grandeza deve partir do cálculo do volume de um cilindro V= ð.(d/ 2) 2 . H, onde V= volume, d = diâmetro, H = altura. Considerando o tronco de uma árvore da forma cilindrica, o aluno precisaria saber qual o seu diâmetro e a sua altura para calcular o seu volume, medidas estas que podem ser explicadas através de um texto complementar de como são obtidas num experimento in situ na Flona-Tapajós. Após obter o volume do tronco, poderia utilizá-lo na fórmula ñ = m/ V, onde ñ = densidade da madeira, m = massa e V = volume, que também pode ser escrita como m= ñ.V. Neste caso, m = biomassa e ñ = densidade da madeira (constante = 0, 7 g/cm ) e V = volume da árvore. Agora, para obter a 3 biomassa total por hectare (M), o aluno precisaria saber o número de árvores existentes neste hectare e, então, multiplicaria o valor de biomassa médio de um tronco (m) pelo número de árvores (n). Assim, M= n x m. Resta agora multiplicar o valor de biomassa total por hectare (M) por 0,5 e será encontrada a quantidade de carbono. Então basta multiplicar a quantidade de carbono pelo valor oferecido transformado de kg para tonelada. Com o valor em tonelada torna-se possível avaliar o quanto é o financiamento em dólares para esta quantidade de carbono armazenado em um hectare de floresta nas três formas de plantio.

Esse é apenas um exemplo de aplicação de nossa proposta, pois poderíamos trabalhar ainda de forma interdisciplinar e adequada ao contexto regional com questões como o cálculo da quantidade de energia e/ ou de carbono é disponibilizado à atmosfera com a queima de um hectare de floresta. Neste material, constariam ainda dois boxes explicativos: um interdisciplinarizando o assunto, trazendo informações sobre o Protocolo de Quioto e o outro trazendo o contexto regional através de esclarecimentos sobre o experimento CD 04 do LBA, na FLONA/Tapajós, em SantarémPA, que é um experimento interdisciplinar que objetiva medir os efeitos da exploração seletiva de madeira e para isto realiza o cálculo da biomassa utilizando a idéia acima sugerida, porém de maneira muito mais precisa, visto que utilizam fórmulas mais elaboradas e excluindo no cálculo a água existente no tronco. Seriam também introduzidas sugestões de leituras para os alunos que desejassem saber mais sobre o assunto.

## REFERÊNCIAS

FOSTER BROWN, I.; NEPSTAD, D. C.; PIRES, I. O.; LUZ, L. M.; e ALECHANDRE, A. S. 'Carbon Storage and land-use in extractive reserves, acre, Brazil'. In: Environmental Conservation/19(4), 1992, pp. 307-315.

PIRES, Célia Maria Carolino, Currículos de Matemática: da Organização Linear à Idéia de Rede. São Paulo, FTD, 2000.

SANTOS, E.P.; BARBOSA, V.P.P.; SANTOS, J.P.O ciclo da água e do carbono na disciplina Física no ensino médio em Santarém. In:SIMPÓSIO NACIONAL ENSINO SUPERIOR, 2004, Santarém, PA. Resumos ... Santarém: IESPES, 2004. p. 25.

SILVA, Rafael Moreira da. Textos didáticos : crítica e expectativa. Campinas, SP: Editora Alínea, 2000.