A INSERÇAO DA FISICA MODERNA E CONTEMPORANEA NO CURRICULO DO ENSINO MÉDIO

## A INSERÇÃO DA FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NO CURRÍCULO DO ENSINO MÉDIO

Monica Bordim Sanches, Jorge Henrique Lopes de Oliveira, Marcos Cesar Danhoni Neves, Silvia Oliveira Resquetti

Programa de Pós-Graduação (Mestrado) em Educação para a Ciência e o Ensino de Matemática. Centro de Ciências Exatas. Universidade Estadual de Maringá. Av. Colombo, 5790, Maringá-PR, 87020-900 E-mail: macedane@yahoo.com

## INTRODUÇÃO

Na primeira metade da década de 1990, propostas e trabalhos apresentados em diversos encontros científicos nacionais e internacionais sobre ensino de Física (SNEF, EPEF, RELAEF, REF, ENSEÑANZA, GIREP) 1 levantaram discussões acerca das possíveis inovações e tendências necessária ao currículo do Ensino Médio (CARVALHO e VANNUCCHI, 1995). Nesses encontros começavam a se delinear as tentativas de inclusão da Física Moderna e Contemporânea (FMC, na seqüência) no currículo, deixando evidente a necessidade da escola integrar-se ao mundo atual e a de preparar o aluno para conviver em uma sociedade em que os conhecimentos científicos e a capacidade de utilizar diferentes tecnologias são fundamentais.

A nova Lei de Diretrizes e Bases para a Educação (LDB nº 9.394/96), promulgada em dezembro de 1996, estabelece o Ensino Médio como parte integrante da Educação Básica do jovem brasileiro. Na proposta dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), a LDB estabelece competências e diretrizes para a educação com o propósito de nortear os currículos e seus conteúdos mínimos, apresentando os temas e os objetivos que devem ser atingidos para que o estudante desenvolva competências e habilidades básicas para um aprendizado permanente. Os PCNs, além de difundir os princípios da renovação curricular, procuram orientar o professor na execução de seu trabalho, servindo de apoio a sua prática pedagógica diária e ao planejamento de suas aulas (BRASIL, PCN, 1999).

De acordo com os PCNs, a Física Moderna e Contemporânea deveria estar definitivamente inserida no currículo do Ensino Médio. No entanto, algumas reflexões são necessárias:

- i) qual FMC?
- ii) Como inserir FMC a partir de livros-textos empobrecedores, formação inadequada nas Licenciaturas, carga-horária exígua, etc?
- iii) Diante das questões acima, como inserir a FMC numa unidade da Federação, p.ex., o Paraná, onde os PCNs foram excluídos como diretrizes de uma política de Estado e "novas" diretrizes curriculares foram introduzidas, revisitando currículos aposentados há mais de 15 anos?

Essas três questões básicas orientaram as reflexões e os itens abertos de pesquisa nessa área.

## OS PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS PARA O ENSINO MÉDIO

A proposta dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) para o Ensino Médio (BRASIL, 1999) estabelece como objetivo principal o desenvolvimento pelo aluno de competências específicas em Física, em decorrência do aprendizado dessa disciplina e das tecnologias a ela relacionadas.

Os objetivos educacionais foram interpretados e detalhados pela Resolução de 01/06/1998, estabelecendo referencias que direcionam e organizam o aprendizado das Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias.

No sentido desses referenciais, este documento procura apresentar (...) uma proposta para o ensino Médio que, sem ser profissionalizante, efetivamente propicie um aprendizado útil à vida e ao trabalho, no qual as informações, o conhecimento, as competências, as habilidades e os valores desenvolvidos sejam instrumentos reais de percepção, satisfação, interpretação, julgamento, atuação, desenvolvimento pessoal ou de aprendizado permanente, evitando tópicos cujos sentidos só possam ser compreendidos em outra etapa de escolaridade. (BRASIL, 1999, p. 203)

A LDB/96, que considera o Ensino Médio como a última e complementar etapa do Ensino Fundamental, e a Resolução CNE/98, que instituiu as Diretrizes Curriculares, apontam de que forma o aprendizado de Ciências e de Matemática, já iniciados no Ensino Fundamental, deve encontrar a complementação no Ensino Médio.

No referencial dos PCNs, como apontado anteriormente, o conhecimento em Física, incorporado à cultura e integrado como instrumento tecnológico, é parte indispensável à formação da cidadania contemporânea. O ensino dessa disciplina "deve contribuir para a formação de uma cultura científica efetiva, que permita ao indivíduo a interpretação dos fatos, fenômenos e processos naturais" (BRASIL, 1999, p.229).

Os parâmetros não apresentam listas de tópicos de conteúdos. Pretendem proporcionar ao ensino de Física novas dimensões, com o intuito de promover um conhecimento contextualizado e integrado à vida do estudante.

As necessárias atualizações dos conteúdos apontam para uma ênfase à FMC não como um tópico a mais no fim do Nível Médio, mas como um desdobramento de conhecimentos indispensáveis para a formação do indivíduo, tal que este seja capaz de acompanhar o ritmo de transformação do mundo atual. Assim, "disciplinas científicas, como a Física, têm omitido os desenvolvimentos realizados durante o século XX e tratam de maneira enciclopédica e excessivamente dedutiva os conteúdos tradicionais". O documento ressalta que "não se trata de incorporar elementos da ciência contemporânea simplesmente por conta de sua importância instrumental utilitária, (...) e sim de prover os alunos de condições para desenvolver uma visão de mundo atualizada" (BRASIL, 1999, p.209).

A importância da introdução da Física do século XX no currículo é também reconhecida, no sentido de construir no estudante a consciência de sua responsabilidade social e ética. Desse modo, é necessário promover competências para que o jovem seja capaz de avaliar a veracidade de informações ou para emitir opiniões de juízos de valor em relação a situações em que os aspectos físicos são relevantes. Como exemplos, estão as relações de risco/benefício do uso da radiação nas técnicas de diagnósticos e tratamentos médicos, as opções para o uso das diferentes formas de energia, incluindo a energia nuclear, o que fazer com o lixo atômico, a discussão sobre a participação de físicos na construção de armamento nuclear, o desenvolvimento da comunicação via satélite e da telefonia celular, os objetivos das missões espaciais, entre outros.

No estudo da Ótica e do Eletromagnetismo, além de fornecerem elementos para o entendimento do mundo da informação e da comunicação, é sugerida a introdução e discussão de modelos microscópicos como a natureza ondulatória e quântica da luz e sua interação com os meios materiais, e os de absorção e emissão de energia pelos átomos. Desse modo, seria aberto um espaço para uma abordagem quântica da estrutura da matéria, no sentido de oportunizar ao estudante a compreensão dos materiais semicondutores e outros dispositivos eletrônicos contemporâneos. No desenvolvimento do estudo da natureza eletromagnética dos fenômenos, além da discussão dos aspectos eletromecânicos, o tratamento de elementos da eletrônica das telecomunicações e da informação poderia abrir um espaço para a compreensão do rádio, da televisão e dos computadores.

Na proposta dos PCNs, espera-se um efetivo aprendizado de Cosmologia e para isso, é imprescindível o desenvolvimento da teoria da gravitação, assim como de noções sobre a constituição elementar da matéria e energética estelar. Abrindo-se um espaço para a discussão das idéias gerais sobre as origens e evolução do universo, é possível buscar uma visão cosmológica atualizada. O texto destaca:

A Física, por sintetizar propriedades gerais da matéria, de certa forma como a Matemática, que é sua principal linguagem, também fornece instrumentais e linguagens que são naturalmente incorporados pelas demais ciências. A cosmologia, no sentido amplo da visão de mundo, e inúmeras tecnologias contemporâneas, são diretamente associadas ao conhecimento físico, de forma que um aprendizado culturalmente significativo e contextualizado da Física transcende naturalmente os domínios disciplinares estritos. E é essa Física que há de servir aos estudantes para compreenderem a geração de energia nas estrelas ou o princípio de conservação que explica a permanente inclinação do eixo de rotação da Terra relativamente ao seu plano de translação. (BRASIL, 1999, p. 212)

Entretanto, não está claro no documento, talvez propositalmente, a inserção da Teoria da Relatividade (a especial e a geral). Apenas cita, ao discutir sobre o significado do conceito de tempo, que "(...) a competência para utilizar o instrumental da Física não significa (...) restringir a atenção aos objetos de estudo usuais da Física (...) e, em cada caso, é necessário verificar quais temas promovem melhor o desenvolvimento das competências desejadas" (BRASIL, 1999, p. 232).

## ORIENTAÇÕES CURRICULARES DE FÍSICA DO ESTADO DO PARANÁ

Em 2003, numa reunião agendada pela Secretaria Estadual de Educação do ParanáSEED, o secretário de Educação informou, em Curitiba, a milhares de professores de Ensino Médio da rede pública ali reunidos para uma discussão sobre currículos que: "Os PCNs estão definitivamente excluídos desse governo [estadual]". A proposta da SEED era aquela de criar diretrizes/orientações estaduais aparentemente baseadas numa discussão com a coletividade dos professores. Essa "criação" coletiva levou quase todo o período do mandato do atual governo, lançando os professores da rede pública num período de incertezas curriculares e de planejamento de ações didáticas.

Em 2005, a SEED, através do Departamento de Ensino Médio, elaborou, finalmente, um texto contendo as orientações curriculares de Física para o Estado do Paraná, tendo como base os resultados das discussões com professores da disciplina da rede estadual, ocorridas durante aqueles encontros iniciados em 2003.

Em maio de 2005, a proposta apresentada durante o "Encontro de Diretrizes para o Ensino Médio do Paraná", promovido pelo Departamento de Ensino Médio (DEM), baseava-

lista de conteúdos batizados de "estruturantes": Momentum e Impulso, Conservação do momentum, Energia e Leis de Newton; Mecânica dos fluídos; Termodinâmica; Ondulatória; Óptica; Eletromagnetismo. A abordagem da Física Moderna e Contemporânea está inserida no desenvolvimento desses campos. Os possíveis desdobramentos dos conteúdos estão indicados na tabela 1.

- O mapa conceitual mostrado na figura 1 apresenta as possíveis relações entre a Física Clássica e a FMC, no entendimento do grupo de professores que estruturou as orientações curriculares no Estado do Paraná.

Tabela 1: Conteúdos estruturantes e desdobramentos (PARANÁ, 2005, p. 11-12)

Figura 1: Mapa conceitual (PARANÁ, 2005, p. 12)

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Diferentemente dos PCN, que procuravam difundir os princípios da renovação curricular, orientando o professor na execução de seu trabalho, servindo de apoio à sua prática pedagógica diária e ao planejamento de suas aulas (BRASIL, PCN, 1999), as Diretrizes Curriculares do Paraná retornaram ao passado, reduzindo toda a discussão pedagógica e epistemológica a uma lista de conteúdos, tal qual existia no último currículo do Estado, o de 1992 (PARANÁ, 1992).

Apesar da inserção da FMC no currículo do Ensino Médio estar contemplada nos PCNs e de forma muito tangencial nas Orientações Curriculares do Paraná, os professores de Física encontraram dificuldades para acompanhar esse processo de reformulação do currículo. As dificuldades têm as seguintes origens: a) o vestibular como elemento norteador da seleção de conteúdos; b) os livros didáticos geralmente utilizados no Ensino Médio não abordam conteúdos de Física Moderna e Contemporânea (é notável também a quase total ausência de textos e livros paradidáticos dirigidos especialmente ao professor do Nível Médio e que, efetivamente, chegam às escolas); c) a falta de cursos de formação continuada oferecidos pelas Secretarias de Estado de Educação e pelos N.R.E.s (Núcleos Regionais de Educação), no sentido de permitir ao professor o acesso a novas metodologias de ensino, garantindo uma constante atualização;

O vestibular tem sido um elemento norteador no processo de seleção dos conteúdos ministrados pelos educadores, nas três séries do Nível Médio. Depoimentos colhidos durante uma pesquisa realizada por Rosa e Rosa (2005), junto a professores de Passo Fundo/RS, confirmam que a escolha de tópicos na disciplina de Física na escola de Nível Médio está relacionada com questões de vestibulares das universidades próximas. De acordo com esses autores, o sucesso da aprovação dos alunos nesses exames é visto pelos pais e comunidade educacional, como um indicador da competência dos professores e da escola investigada. Conseqüentemente, a escolha do livro didático também está direcionada para as provas de vestibular. Normalmente, os manuais escolares dão ênfase à

resolução de problemas que primam pelo formalismo matemático, em detrimento da aprendizagem de conceitos científicos e do real propósito do ensino dessa ciência (ROSA e ROSA, 2005).

Apesar de tratamentos paupérrimos em relação à FMC, percebe-se que há um esforço, ainda tímido, para inserir a Física do século XX nos livros didáticos atuais. Contudo, na maioria dos casos os temas são abordados no final do volume da terceira série e acabam não sendo ministrados [ver tabela 2]. Além disso, é de conhecimento entre os educadores que a carga horária semanal de Física é reduzida nas escolas públicas brasileiras e isto obriga os professores a selecionar e/ou reduzir tópicos. Tal atitude traz prejuízos ao ensino em sala de aula, pois cada professor adota um critério próprio nesse processo de seleção (ROSA e ROSA, 2005).

Tabela 2: comparação de tratamento a diferentes tópicos de FMC em livros didáticos

A Sociedade Brasileira de Física (SBF), sensibilizada com a necessidade de investir-se em novos textos acessíveis aos professores, começou a organizar uma série de livros sobre a Física Moderna e Contemporânea para o Nível Médio, conjuntamente com propostas metodológicas para a sua inserção em sala de aula. Os primeiros lançamentos da série ocorreram durante encontros e simpósios em ensino de Física em 2005 (SBF, 2006), todavia, são pouquíssimos os professores que atuam na escola pública e participam de tais eventos. Percebe-se que há um distanciamento entre o meio acadêmico e a escola básica e para diminuir essa distância, faz-se necessário um sistema de divulgação eficiente, ágil e seguro de textos atualizados e de qualidade indiscutível sobre ensino de ciências, de modo que estes estejam ao alcance da comunidade escolar.

Quanto aos cursos de formação continuada, podemos afirmar que os últimos resultados das pesquisas que vêm impulsionando a busca de inovações no ensino de Física, tanto no nível metodológico quanto no curricular, não têm chegado onde deveria: na sala de aula. As pesquisas podem ajudar o professor a "identificar deficiências, limitações e problemas do processo educacional, apontando caminhos ou sugerindo pistas para intervenção" (MEGID NETO &amp; PACHECO, p. 29). Entendemos que o meio mais rápido e eficiente para a atualização de professores está na participação em cursos oferecidos pelas Secretarias de Educação, ministrados por profissionais competentes da área de ciências, cujos temas devem abordar as novas propostas de ensino. Promovendo continuamente o debate e a reflexão da prática pedagógica em sala de aula, o professor, pouco a pouco, será levado a adotar uma postura crítica e reconhecer a necessidade de uma mudança metodológica.

A inserção da Física Moderna e Contemporânea no currículo do Ensino Médio esbarra em outra dificuldade: a formação do professor. Resultados recentes de trabalhos identificam deficiências na formação inicial do professor da área de ciências (TEODORO e NARDI, 2001; RODRIGUES e CARVALHO, 2002), cujos problemas ficam evidentes quando o educador começa a atuar em sala de aula. Nesse sentido, é necessário proporcionar ao profissional a oportunidade de desenvolver o conhecimento dos conteúdos através de cursos que abordem especificamente os temas contemporâneos da pesquisa em Física, ministrados por professores de universidades conceituadas de cada região e sob a supervisão dos Núcleos de Educação.

## CONCLUSÃO:

A análise de um estado d'arte demasiado complexo, envolvendo formação de professores, escassez bibliográfica, livros didáticos de qualidade duvidosa, leva, inevitavelmente à pergunta ainda não respondida e levantada no início desse artigo: · · qual FMC?

Usando algumas das características da epistemologia contemporânea identificadas por LOPES (2004) na construção do conhecimento científico, percebemos que:

- a) há uma total falta de explicitação ao aluno, por parte dos autores de manuais didáticos, que os cientistas interagem com seus pares e esta interação não está isenta das vicissitudes humanas;
- b) não há qualquer indicação nos livros didáticos de que na construção do conhecimento científico há sempre a participação de um sem-número de pessoas, não sendo portanto um empreendimento particular e, sim, público e que esta participação passa pela avaliação de seus pares através de artigos submetidos às revistas especializadas (como no caso de Einstein 1905 e 1915 - SANCHES et al., 2005 e RESQUETTI et al. , 2005);
- c) também não é deixado claro que a interação da comunidade científica com a comunidade em geral é uma dimensão importante para a explicação e aceitação de certo conhecimento e para criar uma notoriedade pública que pode facilitar a aceitação de novas idéias (como no caso das teorias rivais a do Big Bang, OLIVEIRA et al., 2005);
- d) Os manuais de física ignoram que a construção do conhecimento científico tem uma dimensão hipotética e faz-se também, propondo-se novas teorias que inicialmente são soluções possíveis e que uma teoria científica até ser aceita passa por um conjunto de testes conceituais e empíricos;
- e) Os manuais também não consideram que o conhecimento científico tem uma arquitetura teórica que ajuda a formular novos problemas para os quais as teorias anteriores não têm resposta e orienta a busca de novas soluções;
- f) Por fim, os manuais de física não explicitam ao aprendiz que o conhecimento científico tem de ser comunicado, mostrando que resolveu problemas que identificou e que tem impacto público que não depende de fatores intrínsecos ao próprio conhecimento, sendo a mera curiosidade ou extravagância podem desencadear a atenção do público.

Todas essas características adicionam, pois, uma componente ainda mais complexa (e necessária) à inserção da FMC no Ensino Médio: uma visão epistemológica plural, onde noções de realidade , verdade , localidade, devem ser levadas em consideração, numa construção inter e transdisciplinar da ciência. Como realizar isso? Serão necessários os esforços de várias áreas, marcadamente aquelas ligadas à pesquisa em ensino de ciências, para uma compreensão melhor da interrogação posta inicialmente, e para a efetiva chegada dos resultados da pesquisa no universo da sala-de-aula (formação docente, livros didáticos, pardidáticos e de divulgação científica).

## AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a Fundação Araucária, a CAPES, a SESu, o CNPq e o Istituto Italiano per gli Studi Filosofici di Napoli (Itália) pelo apoio nos últimos anos.

## REFERÊNCIAS

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