Física Moderna e Contemporânea no planejamento dos professores de Física das Escolas Públicas do Estado do Paraná

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## Física Moderna e Contemporânea no planejamento dos professores de Física das Escolas Públicas do Estado do Paraná

## Juliana Loch 1 , Nilson Marcos Dias Garcia 2

1 UFPR/Programa de Pós-Graduação em Educação-PPGE, lochju@yahoo.com.br 2 UTFPR -PPGTE/DAFIS; UFPFPR-PPGE, nilson@utfpr.edu.br

## Resumo

Este trabalho apresenta resultados parciais de uma pesquisa que tem por objetivo verificar aspectos relativos à atualização de currículo das escolas públicas no Estado do Paraná, em especial no que tange à inserção, nos Planos de Trabalho Docente dos professores de Física, de conceitos de Física Moderna e Contemporânea. Sendo um documento construído pelos professores da Rede Estadual, o Plano de Trabalho Docente é organizado de acordo com o sistema de avaliação de cada escola e deve apresentar os conteúdos específicos da disciplina, o tempo necessário para trabalhar cada um deles, os encaminhamentos metodológicos a serem empregados, os recursos didáticos a serem utilizados, além dos critérios de avaliação da disciplina. Assim, a análise desses documentos permitirá perceber quais tópicos de Física Moderna e/ou Contemporânea estão sendo propostos pelos professores nesse Estado para serem desenvolvidos em sala de aula, a maneira como estão sendo explorados pelos professores, em que momento do Ensino Médio serão inseridos e, ainda, investigar porque os professores selecionam alguns e não outros conteúdos. Os Planos de Trabalho Docente analisados foram produzidos por professores que estavam participando de um momento de formação promovido pela Secretaria de Estado da Educação do Paraná e foram selecionados por objetivo, ou seja, escolheram -s -se planos de professores que se preocupam com a atualização curricular e com a inserção de novos conteúdos em suas propostas. Como resultado deste trabalho, são apresentados trechos de alguns desses Planos de Trabalho Docente, nos quais se percebe que a inserção recai mais intensamente em aspectos da Física Moderna e timidamente em conteúdos mais contemporâneos.

Palavras -c -chave: Física Moderna e Contemporânea, Ensino Médio, Plano de Trabalho Docente.

## Introdução

Ao acompanhar as publicações que se referem à inserção de Física 1 Moderna (FM) e/ou Física Contemporânea (FC) 1 , percebemos uma variedade de artigos, entre esses, alguns voltados para questõtões de como fazer essa inserção no Ensino Médio. No entanto, pode-se observar que nessa temática apenas alguns tópicos são privilegiados, especialmente os de FM, como a Teoria da Relatividade Restrita ou Geral [GUERRA, A., BRAGA, M., REIS, J. C.(2007); KARAM, R. A. S., CRUZ, S. M. S. C. de S., COIMBRA, D. (2006); KARAM, R. A. S., CRUZ, S. M. S. C. de S., COIMBRA, D. (2007); KÖHNLEIN, J. F. K., PEDUZZI, L. O. Q. (2005)]. Em se

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26 a 30 de Janeiro de 2009

tratando de temas de Física Contemporânea, há uma diminuição considerável de trabalhos [LABURÚ, C. E. SIMÕES, A. M. URBANO, (1998); PINTO, A. C., ZANETIC, J. (1999); OSTERMANN, F.,MOREIRA M.A. (2001)].

Em contrapartida, muitas são as justificativas em relação à necessidade de atualização curricular da Física no Ensino Médio (EM), identificadas em uma revisão de literatura, realizada por Ostermann e Moreira (2000), que contempla trabalhos publicados até 2000. Dentre as justificativas para essa atualização curricular identificadas por eles, destacamos:

- l despertar a curiosidade do estudante ao mostrar que a Física é uma construção humana;
- l a possibilidade de o estudante conectar-se ao seu tempo, pois a ele só é apresentada a Física até 1900, quando muito;
- l ensinar novos conteúdos revela -se como um instrumento entusiasmador para o professor com sua aula, o que pode refletir em uma aprendizagem significativa para o estudante;
- l atrair estudantes para carreira científica;
- l apresentar ao estudante a beleza das teorias científicas, pois estas são partes inseparáveis da cultura.

Em trabalho mais recente, D'Agostin, Garcia e Leite (2007), a partir do trabalho de Ostermann e Moreira (2000) e utilizando as mesmas classificações por eles utilizadas, fizeram um levantamento dos artigos que tratam da questão da presença de conceitos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio, publicados após o ano de 2000, confirmando alguns aspectos anteriormente identificados e chegando à conclusão que "inúmeras são as propostas de inserção dos conteúdos de FMC, mas que pouco delas chega ao Ensino Médio e que na graduação isso não é muito diferente." (D'AGOSTIN; GARCIA; LEITE, 2007, p.1). Além disso, também constataram, nos artigos que descrevem experiências aplicadas em sala de aula, evidências de que estudantes do Ensino Médio estão preparados para receber conteúdos de Física Moderna. CoConcluem, entretanto, que "é necessário antes disso dar subsídios para os professores para que eles possam trabalhar de forma significativa esses conceitos." (D'AGOSTIN; GARCIA; LEITE, 2007, p.1).

Ainda Ostermann e Moreira (2000) apontam que em alguns países essa fase de justificativas para inserção de tópicos atuais já foi superada, e alguns tópicos de FMC já aparecem nos currículos. Ou seja, essa preocupação de atualização curricular não é apenas no Brasil e justificativas para tal atualização são encontradas na literatura nacional e internacional, permitindo "lançar uma hipótese: há uma tendência nacional e internacional de atualização dos currículos de Física no Ensino Médio." (OSTERMANN, MOREIRA, 2001, p. 135).

Dentro dessa mesma temática, Lobato e Greca (2005) fazem um estudo em diferentes países. Nesse estudo, analisam a inserção de FMC nos currículos, em especial a Teoria Quântica. A título de exemplo: a Espanha tem um ensino construtivista e o currículo de Física traz uma abordagem com o foco na Ciência, Tecnologia e SoSociedade (CTS). Nesse currículo aparecem alguns tópicos de FM, dentre eles a Teoria Quântica e algumas aplicações da FM. Esses conteúdos ocupam um terço de um ano letivo, e são distribuídos e estudados de acordo com a

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evolução histórica. Além da Espanha, esses autores analisam os currículos dos seguintes países: Portugal, França, Reino Unido (Inglaterra e País de Gales), Dinamarca, Suécia, Canadá e Austrália.

No Brasil, essa discussão já passa de 10 anos, o que é evidenciado com a tese de Doutorado de Terrazzan (1994), que já discutia a necessidade de uma atualização curricular. Sendo assim, podemos tomar como consenso, entre pesquisadores e professores, essa necessidade de atualização de currículo do Ensino Médio (OLIVEIRA, F. F. de, VIANNA, D. M., GERBASSI, R. S., 2007). Porém, nesse caso, nos resta a seguinte questão: quais tópicos ensinar? E nesse sentido, cocom base em que os professores da Rede Estadual do Paraná estão selecionando conteúdos de FMC para ensinar e em suas aulas?

Considerando as questões acima, uma busca na literatura em relação a quais tópicos ensinar, permitiu identificar que não há consenso, e apenas alguns são contemplados em revistas da área - - frutos das pesquisas em ensino de Física. Porém, nos resultados apresentados nesses trabalhos há unanimidade no que diz respeito à viabilidade da inserção de tópicos contemporâneos no Ensino Médio, conforme apontam OSTERMANN e MOREIRA (2001): "É viável ensinar Física Contemporânea no Ensino Médio, tanto do ponto de vista do ensino de atitudes quanto de conceitos. É um engano dizer que os alunos não têm capacidade para aprender tópicos atuais." (p. 145).

Em se tratando da divulgação de FMC, foram encontrados poucos artigos publicados voltados para o professor r de Ensino Médio, ou seja, com linguagem adequada ao seu uso como recurso em sala de aula. A partir de uma busca na Revista Brasileira de Ensino de Física e do Caderno Brasileiro de Ensino de Física, de todos os artigos disponíveis on line, foram encontrados os seguintes: PORTO, C. M., PORTO, M.B.D.S.M. (2008); OSTERMANN, F. (1999); MOREIRA, M.A. (2007); .OSTERMANN, F. FERREIRA, L. M., CAVALCANTI, C. J. H. (1998); SANTOS, R. P. B. (2006).

Diante do pequeno número de publicações, em que o foco seja o professssor ou estudante do Ensino Médio, fica claro o que foi dito por D'Agostin, Garcia e Leite (2007) em relação à dificuldade e demora de que os reflexos da pesquisa sejam sentidos na sala de aula. Isso porque, mesmo que os trabalhos tragam propostas de ensino, o professor precisa conhecer o conteúdo a ser trabalhado, e a carência de publicações dessa natureza dificulta o acesso do professor ao conteúdo, conseqüentemente a chegada deste na sala de aula do Ensino Médio. Nesse sentido, concordamos com o que afirmam OSTERMANN E MOREIRA (2001) "Muitas áreas importantes de FMC estão pouco exploradas nas publicações e ainda não há consenso sobre quais tópicos deveriam ser contemplados na escola média" (p.136).

Além da preocupação com o que ensinar, existe a de como ensinar. Dentre os pesquisadores de Ensino de Física, algumas vertentes foram se formando quanto à maneira que a FMC deve ser inserida no EM, vertentes essas que são apontadas por Ostermann (2000).

A primeira é referente à exploração dos modelos clássicos, em que a inserção de FMC se daria a partir da Física Clássica, de seus limites. Segundo Ostermann (2000), essa vertente é devido aos trabalhos de Gil e Solbes (1998).

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A segunda vertente, em sua maioria, em oposição à primeira, diz que ao inserir tópicos de FMC, não deve ser feita referência aos modelos clássicos. As contribuições para a formação desta linha foram especialmente de Fischler e Lichtfeldt (apud Ostermann, 2000). Esses autores afirmam que, ao fazer analogias com modelos clássicos, criam-se obstác ulos de aprendizagem.

Arons (1990, apud Terrazzan, 1994) indica que apenas alguns tópicos devem ser selecionados para serem ensinados ao nível Médio.

Enfim, a necessidade de atualização curricular é justificada em muitas pesquisas presentes na literatura, assim como a maneira que estes devem ser inseridos no Ensino Médio. Há ainda os documentos oficiais nas escolas, os quais apontam a necessidade de inserção de temas modernos no Ensino Médio -Parâmetros Curriculares Nacionais, Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional -9.394/96 (LDB), e ainda as Orientações Curriculares Nacionais.

Tendo em vista as questões já colocadas e considerando o documento construído pelos professores do Estado do Paraná, intitulado Diretrizes Estaduais de Física 2 2 e os Documentos Oficiais, além das questões já indicadas, outras também significativas e mais diretamente ligadas às atividades dos professores podem ser apresentadas:

Quais tópicos de Física Moderna e Contemporânea estão presentes nos planos de trabalho docente dos professores? Quais de fato foram explorados por eles na sala de aula? Qual foi o resultado? Por que uns foram escolhidos e não outros?

Quais estratégias/ metodologias de ensino é (ou foi) utilizada por eles para ensinar os tópicos de Física Moderna e Contemporânea?

Essas questões, e as demais colocadas no decorrer deste texto, começaram a ser respondidas através de uma análise dos Planos de Trabalho Docente (PTD) dos professores de Física do Estado do Paraná, que apresentaremos na seqüência.

## Encaminhamentos da pesquisa

Para essa análise, houve interesse por Planos de Trabalho Docente (PTD) de professores que abordam ou já abordaram conceitos de FM ou FC em suas aulas, por serem esses os professores que respondem às intenções da pesquisa. A amostragem foi selecionada por objetivo, ou seja, professores que se preocupam com a atualização curricular e trazem em seus PTD conteúdos atuais. Esses professores foram identificados no decorrer de cursos de formação, que aconteceram em todo o Estado do Paraná, organizados os pela Secretaria de Estado da Educação, da qual a pesquisadora faz parte, compondo a equipe disciplinar de Física, e tendo o o papel de coordenar e atuar como docente nesses cursos.

Esses encontros tinham caráter de formação continuada, com duração de 16 horas, sendo que um período de aproximadamente 3 horas era reservado para uma discussão acerca da seleção de conteúdos para o Ensino Médio, a partir dos PTD

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elaborados pelos professores e levados ao encontro pelos mesmos. Essa discussão sempre trazia à tona a necessidade de inserir a FMC no Ensino Médio. Em algumas situações, essa preocupação era trazida pelos professores participantes do curso e acatada pela maioria do grupo. Contudo, foi evidenciado que isso não refletia diretamente nos planejamentos dos professores, pois a maioria não havia inserido em seu PTD Física Moderna ou Contemporânea.

Entretanto, a seleção de professores que trabalham com FM e/ou FC foi possível porque no período de Maio de 2007 a Setembro de 2008, em que os cursos aconteceram, houve contato direto com praticamente todos os professores de Física do Estado do Paraná - - um universo de aproximadamente 2.000 professores. Sendo uma seleção por objetivo e uma pesquisa qualitativa, não é condição identificar quantos professores deste Estado abordam conteúdos de FMC ou, ainda, quantos não abordam, mas sim, investigar a prática daqueles professores que trabalham com tópicos atuais, quais tópicos selecionam e como os exploram em suas aulas.

Assim, a partir desses encontros foram selecionados c cinco professores, os quais deixaram claro seu interesse pela temática, e cujos seus PTD apresentaram conceitos de FM ou FC. Desse total, analisaremos três neste trabalho.

A Análise dos PTD será apresentada no próximo item, juntamente com resultados obtidos da aplicação de um questionário nos professores/organizadores dos Planos de Trabalho Docente, uma análise que desde já aponta a necessidade de uma nova fase da pesquisa: uma entrevista com esses professores selecionados.

## Uma primeira análise dos Planos de Trabalho Docente dos professores de Física do Estado do Paraná

Neste trabalho, foram selecionados três PTD para analisar. O resultado dessa seleção é apresentado através de alguns trechos extraídos dos PTD de professores de Física do Estado do Paraná.

PTD 1

Esse documento inicia com a seguinte colocação:

Apesar do planejamento aparentemente apresentar somente conteúdos relacionados com a Física Clássica, destacamos a possibilidade do professor inserir o conteúdo de FM na medida em que vai abordando os tetemas.

Nesse caso, o professor lista apenas conteúdos da Física clássica, porém em um texto à parte, intitulado: "Física Moderna", ele indica a dualidade da luz, deixando clara a sua intenção de trazer um pouco da Física Moderna para a sala de aula, conforme indica o trecho da seqüência:

Na parte de eletrostática, a abordagem fica por conta da estrutura da matéria para explicar modelos atômicos. Por fim, a clássica definição dual da luz.

Nas situações acima, fica evidente a preocupação do professor em trazer para seu planejamento a FM, ainda que de maneira tímida. É provável que a inserção de FM, por parte desse professor, em suas aulas, aconteça em acordo com a proposta de Arons (1990, apud Terrazzan, 1994), que indica que apenas alguns tópicos devem ser selecionados para serem ensinados.

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PTD 2

Esse documento apresenta como conteúdo: modelo atômico, que vem acompanhado do seguinte comentário:

Diferenciar elétron da Física Clássica da Física Moderna e motivar para o estudo da disciplina .

Vale destacar que o coconteúdo se refere ao primeiro dia de aula de um terceiro ano do EM, de um PTD de 2007. Nessa situação, o professor aponta para a FM fazendo referência à Física Clássica. Ainda, ao trazer a Física Moderna para o primeiro dia de aula do ano letivo, o professor afirma a sua intenção de motivar seus estudantes para o estudo da Física ao longo do ano. Ou seja, esse professor traz a idéia de que a FMC pode motivar seus alunos. Essa hipótese levantada a confirma-a-se com o próximo tópico proposto para ser apresentado aos estudantes: Partículas Elementares.

PTD 3

Esse documento apresenta a natureza dual da luz, porém estende a discussão da dualidade para a matéria, conforme indicado abaixo:

Descrever a dualidade onda -p -partícula

Reconhecer na difração e na interferência o caráter ondulatório da luz.

Explicar as hipótese de De Broglie

Comprender a teoria da relatividade especial

Além dos conteúdos listados acima, esse documento apresenta ainda: efeito fotoelétrico, efeito Compton, fissão e fusão nuclear.

Seguindo a metodologia proposta, após análise dos PTD foi aplicado um questionário aos professores. Dentre as questões de interesse para o aprofundamento desta investigação, destacamos a seguinte: " Além dos conteúdos já apresentados, há algum outro tópico que você entende como importante, mas que ainda não aparece em seu PTD?"

Uma das respostas, dada pelo professor autor do PTD 2 , está transcrita na seqüência. A A partir da afirmação feita pelo professor, fica evidente que a escolha de conteúdos não foi feita aleatoriamente, mas sim consciente:

Acho que os mais importantes já estão contemplados: A equação de Einstein para a energia (relatividade restrita), Mecânica quântica (diferença com Clássica), efeito fotoelétrico, emissão de luz pelas substâncias (espectro eletromagnético) e a dualidade onda partícula do elétron e fóton.

Nessa resposta é possível identificar elementotos que não apareciam no seu PTD, como a dualidade para matéria . Sendo portanto, , um indício importante para uma pesquisa qualitativa, que, definido o universo, pequeno, porém se investigado com profundidade pode ajudar na compreensão de como os professores de Ensino Médio estão trabalhando com a atualização o curricular no Estado do Paraná.

## Comentários Finais

Conforme mencionado, privilegiamos três documentos para um olhar mais detalhado, porém em uma leitura geral dos documentos foi possível evidenciar que alguns conteúdos são comuns a todos que apresentam FM ou FC, como é o caso da Teoria da Relatividade. Para os PTD que apresentam esse conteúdo, sempre o

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inserem junto aos conteúdos do primeiro ano do Ensino Médio, e é abordado o a partir dos limites da Física Clássica, conforme indica a maioria dos trabalhos de pesquisa dentro dessa temática. Nesse sentido, os documentos analisados seguem uma forte tendência do que a pesquisa vem apontando.

Outros conteúdos, embora muitas vezes isolados, como efeito fotoelétrico, quantização da luz e sua natureza dual, aparecem nos PTD. Este último está presente na maioria dos documentos, assim como a física nuclear, uma das aplicações es da FM.

Embora tenha sido verificado o um reflexo da pesquisa em sala de aula, precisa-a-s-se admitir que há uma lacuna entre os resultados de pesquisa no Ensino de Física e o momento em que estes chegam nas salas de aulas, tornando-s-se, assim, necessário encontrtrar caminhos para diminuir essa distância entre pesquisa e sala de aula.

Dessa forma, concorda-se com OSTERMANN e MOREIRA, para quem "é fundamental investir na produção de materiais didáticos sobre temas de FMC acessíveis aos professores e aos alunos de nível médio" (2001, p.145), porque só assim será possível uma atualização curricular.

Por fim, acredita-s-se na necessidade e na importância da inserção de tópicos de FMC no EM, porque para muitos jovens, essa é a única possibilidade de aproximação com o que é produzido no século XX e neste século, visto que grande parte dos estudantes do nosso Estado não segue carreira universitária, o que leva a crer que esse talvez seja o último contato que ele tenha com a Física. E ainda, compreender assuntos atuais de Físicica, dada a sua importância na concepção e construção de aparatos tecnológicos e na determinação dos países, permite uma discussão histórica, política e cultural, fato já ressaltado por Hobsbawm quando pondera que "nenhum período da história foi mais penetrado pelas ciências naturais nem mais dependente delas do que o século XX" (1995, p.504) e continua "Contudo, nenhum período, desde a retratação de Galileu, se senentiu menos à vontade com elas" (1995, p.504).

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