FÍSICA NUCLEAR: CAMINHOS PARA A SALA DE AULA

## FÍSICA NUCLEAR: CAMINHOS PARA A SALA DE AULA

## Ligia Valente 1 , Marcília Elis Barcellos 2 , Sonia Salém 3 , Maria Regina Dubeux Kawamura 4

1 Instituto de Física e Faculdade de Educação – USP, ligia@if.usp.br

2 Institituto de Física e Faculdade de Educação – USP, marcilia@if.usp.br 3 Instituto de Física – USP, sosalem@if.usp.br

4 Instituto de Física – USP, mrkawamura@if.usp.br

## Resumo

Apesar da existência de praticamente um consenso, na área de ensino de Física, sobre a inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMCMC) no Ensino Médio, sabemos que muitas são as dificuldades encontradas pelos professores para introduzir, de fato, esses conhecimentos nas salas de aula. Acreditamos que a FMC deve ser inserida no Ensino Médio contemplando aspectos científicos, tecnológic os e sociais. Nesse trabalho, optamos por tratar, dentre os diversos conteúdos de FMC, especificamente da Física Nuclear. Buscando contribuir para essa questão, analisamos como os livros didáticos de Física do Ensino Médio selecionam e organizam o conteúdo de Física Nuclear, verificando a maneira pela qual os aspectos científicos, tecnológicos e sociais são contemplados.Para isso, utilizamos como referência alguns autores que reconhecem a necessidade dessa seleção, como Chevallard (1998) e García (1998). . Como contraponto a essa análise, sugerimos uma maneira diferenciada de selecionar e organizar esse conteúdo, de forma a contemplar os objetivos que apresentamos. Além disso, identificamos as características próprias e as potencialidades de uma proposta curriricular alternativa, em que se busca uma ênfase especial aos aspectos acima mencionados.

Palavras -chave: Física Nuclear, Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio; Seleção e Organização Curricular, CTS, Transposição Didática.

## Abstract

Despite of the existence of practically a consensus, in the teaching area of Physics, about the insertion of the Modern and Contemporary Physics (FMC) in high school, we know that many y difficulties are found by y teachers to introduce, in fact, these topics s in the classrooms. We believe that the FMC must be inserted in the high school contemplating scientific, technological and social aspects. In this p paper , it has been opted for treating among several contents of FMC, specifically on Nuclear physics. Searching to contribute to this question, it's been analyzed how to high school didactic books selects ts and organize the content of Nuclear physics, checking the manner how the scientific, technological and social aspects are contemplated. On the other hand, it is suggesteted a different t way of selecting and of organizing this topics , contemplate the objectives which had been present. Beyond this, it had been identified the own characteristics and potentialities of a curricular alternative proposal, in which it is tried to emphasize the aspects above mentioned.

Keywords: insertion of the Nuclear physics in high school l Nuclear physics .

## Introdução

Ao longo das duas últimas décadas, cada vez se torna mais pres ente a discussão sobre a necessidade da introdução de conteúdos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio (FMC no EM). Na área de Ensino de Física, diferentes trabalhos (T(Terrazzan, 1994; Camargo, 1996; Menezes e Hosoume, 1997; Paulo , 1997; Pinto e Zanetic, 1999; Ostermann e Moreira, 2000; Valadares e Moreira, 1998; Brockingtoton e Pietrocola, 2004, Perez e Caluzi, 2004; Machado e Nardi, 2006; Viana e Filho, 2006), entre outros, têm se preocupado com essa questão, incluindo levantamentos de temas e propostas, além de pesquisas voltadas para concepções dos alunos e o desenvolvimento de exemplares em sala de aula.

Mais recentemente, essa proposta de inserção da FMC vem se instaurando juntamente com uma expressiva preocupação de renovação curricular do Ensino Médio. Nessa direção, grande parte dos livros didáticos utilizados nesse nível , em suas edições mais recentes, tem incorporado, alguns desses conteúdos. No entanto, apesar da a intensa discussão e da presença de capítulos destinados a esse tema em textos didáticos, esses conhecimentos continuam encontrando sérias dificuldades para chegar à sala de aula. Poucos professores se sentem preparados para tratar esses novos conteúdos e apontam, também, a extensão dos programas atuais, o que já os impede de um tratamento completo dos temas presentes.

Em relação a essas dificuldades, nossa a hipótese inicial é de que, além dos vários problemas comumente identificados, há também uma questão central que se refere à seleção e organização dos conteúdos de FMC a serem abordados, associados às estratégias a serem privilegiadas. Diante de todo o vasto conjunto de conhecimentos contemplados pela Física do século XX, cada apresentação corresponde a uma dada seleção desses conteúdos. Nossa proposta é de que essa seleção deveria responder às diferentes justificativas que vêm sendo apontadas para a inserçrção da FMC, do ponto de vista dos objetivos educac ionais a serem privilegiados.

Compartilhamos com aquelas justificativas que consideram a importância desses conhecimentos para a compreensão do mundo contemporâneo, seja do ponto de vista da cultura científica e suas implicações sociais (Delizoicov, 2001) , seja visando a compreensão dos desenvolvimentos tecnológicos que permeiam nosso cotidiano (Terrazzan, 1992) ) ou mesmo para apresentar a natureza do próprio conhecimento científico e as trtransformações introduzidas pelas novas formas de investigação da ciência (Ostermann et al., 1998) .

Uma revisão das justificativas para essa inserção, a partir de trabalhos da área de Ensino de Física (Valente et al., 2007), mostrou a possibilidade de sistematizar os diferentes objetivos educacionais pretendidos em três conjuntos ou categorias, que privilegiam, respectivamente, aspectos que destacam questões da própria ciência, aspectos tecnológicos e implicações sociais.

Tais categorias, mesmo que não tenham sido assim sistematizadas pelos vários autores identificados, encontram ressonância com o universo das preocupações referentes ao movimento CTS, onde se contemplam as relações ciência -tecnologia-s-sociedade em suas diferentes articulações. Santos aponta (2001 , p.52) ) que e as perspectivas e propostas designadas por CTS englobam "uma vasta gama de tendências e de correspondentes modalidades curriculares", todas com expressivas contribuições ao ensino de ciências . Ainda que não adotando uma

concepção específica, dentro dessa diversidade, Santos (2001) identifica diferentes perspectivas, privilegiando cada uma das interarações desse trinômio. Segundo essa autora, há aquelas propostas que privilegiam a natureza e a evolução das idéias da ciência (Cts), outras que dão maior ênfase aos aspectos tecnológicos (cTs), e, por fim, também aquelas que destacam os aspectos e impactos sociais (ctS).

Embora seu trabalho refira -se ao ensino de ciências de forma geral, e não especificamente aos aspectos relacionados aos conteúdos de FMC, essa a análise pode ser considerada como uma forma de sistematizar os objetivos que devem orientar a seleção de conteúdos desejada. Assim, situar-se no campo CTS não significa, no presente trabalho, adotar alguma das várias abordagens que vêm sendo propostas nesse âmbito (Aikenhead, 2003), mas reconhecer a relevância de contemplar e essas três perspectivas.

Nossa proposta, portanto, , é avaliar de que forma essas diferentes perspectivas podem estar presentes, simultaneamente e de forma mais ou menos articulada, em um dado conteúdo específico o de Física Moderna .

Dentre o conjunto de conteúdos de FMC, optamos em abordar especificamente a Física Nuclear, dado o seu potencial para discutir questões de relevância social no mundo contemporâneo. Trata-se de um tema que ocupa grande destaque na mídia, uma vez que o uso da energia nuclear, especialmente para geração de energia elétrica, está na pauta dos grandes debates do momento, no Brasil e no mundo, envolvendo aspectos científicos, tecnológicos, econômicos, sociais e ambientais.

Por se tratar de assunto atual, em alguns aspectos polêmico e controverso, a sua inserção no EM M deverá trazer novos conhecimentos de Física, hoje em dia praticamente ausentes dos programas curriculares, possibilitando que os alunos os lidem com informações veiculadas pela mídia e adquiram capacidade para compreender, questionar e posicionar-s-se nesse debate.

Assim, pretendemos investigar r os possíveis caminhos, formas ou estratégias para levar o conteúdo de Física Nuclear às salas de aula do EM, contemplando elementos de CTS. Ao mesmo tempo, para discutir os recortes a serem realizados, consideramos também linhas de pesquisa a que têm foco na seleção e organização curricular. Para isso, utilizamos como referência alguns autores que reconhecem a necessidade dessa seleção, como Chevallard (1(1998) e García ía (1998), ainda que esses es autores assumam pontos de vista diferentes quanto à natureza e critérios a serem adotados nesse processo.

Para Chevallard (1998) é necessária uma transposição didática que permita adequar r o conhecimento da ciência à sua prática didática em sala de aula. Nesse processo, ele reconhece três âmbitos distintos, que incluem: o "saber sábio", ou seja, o saber da ciência e dos cientistas, o "saber a ensinar", ou seja, o âmbito em que deve ocorrer uma seleção e adequação o do conteúdo científico o ao espaço escolar e o "saber ensinado", que identifica o conhecimento a ser desenvolvido em sala de aula. Enquanto o saber a ser ensinado é, em geral, definido pelos livros didáticos, o saber efetivamente ens inado depende, de forma essencial, da construção, das escolhas e das práticas propostas pelos professores.

García ía (1998) também reconhece que o conhecimento escolar tem uma identidade e até mesmo uma epistemologia própria, assumindo um caráter diferente daquele do conhecimento científico. No entanto, para esse autor, os critérios de seleção estão menos vinculados aos conhecimentos tais como estruturados pela ciência dos cientistas, e mais correlacionados com os conhecimentos cotidianos dos alunos, os quais ele propõe enriquecer. r.

Para o desenvolvimento do trabalho, diante desse quadro de referências, procuramos analisar, inicialmente, como o conteúdo de Física Nuclear está inserido nos livros didáticos de Física de Ensino Médio, na perspectiva de identificar os procedimentos implícitos na construção do "saber a ser ensinado", tal como se apresenta aos professores através dessas obras. Ao mesmo tempo, buscamos agregar a essa análise a perspectiva CTS desejada, buscando o a presença/a/ausência de elementos de ciência, tecnologia e aspectos sociais. Paralelamente, procuramos apresentar uma proposta alternativa de seleção e organização desse tema, com critérios de seleção mais próximos àqueles propostos por Garc ía ía (1998), e igualmente contemplando os aspectos cientítífico, tecnológicos e sociais, que representam os objetivos educacionais desejados.

## Como a Física Nuclear é tratada nos livros didáticos

Visando identificar como o conteúdo de Física Nuclear está sendo apresentado o nos livros didáticos de Física do EM, ananalisaremos como os livros selecionam e organizam os conteúdos desse tema , localizando, também, a maneira pela qual os aspectos científicos, tecnológicos e sociais são contemplados.

Muitos autores pesquisaram a questão do livro didático. Particularmente, na área de Física, WUO (2000) examina, em seu livro 1 , a relação entre o "saber da ciência física" e sua apropriação pela educação no Ensino Médio, verificando como o conhecimento da Física está disposto nos livros didáticos. Apesar de sua pesquisa não ter fofoco específico na inserção de Física Moderna e Contemporânea, ao analisar aspectos como a abrangência do conteúdo, tece comentários a respeito dessa inserção.

No sentido de compor uma amostra representativa, selecionamos oito livros didáticos de uso freqüente no Estado de São Paulo, a partir da nossa experiência e contato com professores do Ensino Médio , sendo a maioria deles de autores conhecidos e com vendagem expressiva: BONJORNO et. al., 2003; CABRAL, 2002; CARRON, 2003; GASPAR, 2003; RAMALHO et. al., 2003; SAMPAIO, 2003; PARANÁ, 2003 e TAVALERA et. al., 2005.

A coleção do GREF2 F2 (Grupo de Reelaboração do Ensino de Física) não está incluída a em nossa análise, pois, em sua proposta de ensino, a Física Moderna e Contemporânea é inserida ao longo da coleção o de maneira dispersa. CoConforme WUO, nesse livro " ...não há um capítulo exclusivo para a física da atualidade, que recebe um tratamento distribuído ao longo dos demais capítulos" (WUO, p.71, 2000) e isso dificultaria a comparação com os outros livros analisados. Pelo mesmo

motivo, o livro de Alvarenga e Máximo 3 (1997) também não foi incluíd o pois "...não traz a física moderna em um capítulo a parte ; ela encontra-se 'pulverizada' em breves considerações ao longo do texto..." " (WUO, p.71, 2000)

Para a análise da amostra selecionada, desenvolvemos duas etapas. Na primeira, investigamos a maneira geral pela qual a Física Nuclear foi introduzida, quais conceitos são inseridos e em qual ordem, como e em qual profundidade os conceitos são abordados, quantas páginas são destinadas ao tratamento do tema, a presença de figuras, tabelas, box , fotos, analogias, a quantidade de exercícios resolvidos e propostos e sua relação com o que é abordado ao longo do livro. Na segunda etapa, procuramos identificar a relação entre os conteúdos abordados e os objetivos científicos, tecnológicos e sociais que deveriam nortear a inserção desse tema no Ensino Médio.

Inicialmente percebemos que dois dos livros analisados, Cabral e Lago (2002) e Tavalera e et al. (2005), embora tratem de Física Moderna, optaram por não abordar especificamente a a Física Nuclear, o que os exclui de nossa amostra. Por outro lado, Sampaio e Calçada (2003), ainda que não aprofundem a temática relacionada à Física Nuclear, não lhe destinando um tópico o específico , abordam o assunto em um capítulo que trata de partículas elementares.

Gaspar (2003) insere a Física Nuclear de uma maneira muito distinta dos demais, pois, como o autor menciona, baseia-s-se, quase na íntegra, no livro 4 4 "Dos raios X aos quarks", de Emílio Segré. Assim, pelo fato de tomar como referência um livro que não possui a mesma finalidade que de um texto didático para o ensino médio, a seqüência seguida ao longo do capítulo e a abordagem são diferenciadas. O próprio autor sinaliza a que irá "fazer uma abordagem um pouco diferente [...] dando prioridade à história das idéias e descobertas que revolucionaram a física do final do século XIX às primeiras décadas do século XX." (GASPAR, p.327, 2003). Dessa forma, também esse livro não permite uma comparação com os demais.

Com essas considerações, a amostra inicial foi reduzida para cinco livros. Para cada um deles, foi verificado o número de páginas destinadas à teoria, aos exercícios resolvidos e propostos, o capítulo em que o tema foi inserido, os assuntos presentes e a ordem seguida, por cada autor, ao tratá-los .

Gráfico 1: Número absoluto de páginas teóricas destinadas a FMC e a FN

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Essa primeira análise indica que além do tema Física Nuclear não estar presente em todos os livros analisados, esse não o é um assunto privilegiado, dentre os assuntos de FMC abordados. Para verificar esse aspecto, no Gráfico 1 é

apresentado o total de páginas destinadas à FMC e o total de páginas destinadas à Física Nuclear r (FN), em cada uma das obras. Esses dados indicam que apenas em um dos livros analisados, Carron e Lago (2002), ), o assunto Física Nuclear ocupa mais do que 50% do espaço destinado o ao tratamento da FMC.

## Atividades propostas

Um outro indicador para os objetivos esperados de cada abordagem, é a natureza dos e xercícios e atividades que se espera os alunos desenvolvam.

Bonjorno et al. (2003) inserem a Física Nuclear em quatro páginas destinadas à teoria e duas destinadas aos exercícios. O número de páginas destinadas aos exercícios, ou seja, exatamente 50% das páginas referentes à teoria é um indicativo da preocupação com a "aplicação" do que foi discutido na parte teórica. Da mesma maneira, Ramalho et al. (2003) destinam sete páginas à teoria e quatro páginas e meia aos exercícios, com o foco nas aplicações numéricas. Carron e Lago (2002) destinam oito páginas à teoria e três aos exercícios.

Carron e Lago (2002) propõem exercícios que abordam emissões de partículas alfa, beta e gama e seqüências de desintegrações, além de questões numéricas, relacionadas ao conceito de atividade, com aplicações das fórmulas apresentadas ao longo do capítulo. Os autores resolvem um exercício que envolve a reação de fissão, em que é solicitado o cálculo da energia liberada na reação, mas é importante ressaltar que o autor, na parte teórica que tratava de fissão, não inseriu em nenhum momento a equação da reação de fissão.

Ramalho et al. (2003) ao introduzir a relação numérica entre a meia vida e a vida média, resolvem dois exercícios em que é solicitada apenas a aplicação das relações matemáticas apresentadas na parte teórica e propõem mais dois exercícios praticamente idênticos aos resolvidos. No final do capítulo propõem dezenove exercícios, privilegiando o aspecto quantitativo, com aplicações de fórmulas, totalizando, apenas nesse capítulo, 23 exercícios. Sampaio e Calçada (2003) propõem cinco exercícios sendo que um deles tem como tema a fissão nuclear e outro a fusão nuclear, mas em ambos solicitam o cálculo da energia liberada no processo. E Paraná (2003) não propõe ou resolve e exercícios relacionados ao tema.

Esses resultados permitem inferir que o nível da abordagem, a partir do número reduzido de páginas sobre o assunto, é bastante superficial. Por outro lado, a necessidade de operacionalizar o conhecimento, em um formato compatível com a resolução de exercícios, faz com que grande parte do espaço destinado ao tratamento do tema seja encaminhado nessa direção.

## Conteúdos e abordagens

Em um segundo momento, procuramos investigar em que medida os assuntos tratados dentro da Física Nuclear estavam relacionados aos aspectos do do conhecimento científico, da compreensão tecnológica e do impacto/importância social desse tema.

Em relação à seqüência escolhida pelos autores para tratar do tema, podemos perceber que a maioria dos livros inicia o tratamento da Física Nuclear com a descoberta da radioatividade, seguindo o processo das descobertas

históricas. De uma maneira geral, todos tratam das emissões alfa, beta e gama e mencionam a fusão e a fissão, mas nem todos abordam a atividade e meia-vida.

Na Tabela 1, apresentamos uma síntese dos temas selecionados pelos autores e uma classificação das abordagens ou aspectos contemplados nesses livros , para os diferentes conteúdos tratados, em duas categorias identificadas: aspectos científicos e asaspectos tecnológicos e sociais. Nesse caso, foi necessário reunir tanto a abordagem dos aspectos tecnológicos como das implicações sociais em uma única categoria, uma vez que a superficialidade do tratamento dado não permitiu uma delimitação clara entre ambos.

Tabela 1: Assuntos abordados nos livros

Em relação aos aspectos tecnológicos e sociais, destacamos alguns aspectos.

Sobre a questão do "l"lixo atômico"o", Bonjorno et al. (2003, p.349) após inserir uma foto do reator de Angra comentam "Normalmente esses resíduos são armazenados em tanques ou piscinas de res friamento, no mesmo local dos reatores, e depois são encaminhados para outro local". ". Carron e Guimarães (2003, p.318) ao abordar fusão, inserem um esquema de um "tokamak" e concluem que no futuro essa opção seria melhor, pois "além de ser mais eficiente que ue a fissão, não deixa a herança dos resíduos radioativos, o chamado lixo atômico". .

Ramalho et al. (2003, p.428) tratam da poluição nuclear, em apenas um parágrafo, como "o grande problema da obtenção da energia nuclear a partir do processo de fissão". Inserem uma foto da usina nuclear de Angra dos Reis, sugerindo dois procedimentos para o armazenamento do lixo atômico e concluem que "a solução definitiva da questão está longe de ser alcançada". Paraná (2003, p.335) não menciona esse problema, apenas afirma, ao inserir uma foto da usina nuclear de Angra dos Reis, que ela é "geradora de energia considerada alternativa à crise nas reservas de combustíveis fósseis" " evidenciando, assim, apenas os "aspectos positivos" relacionados à questão. Sampaio e Calçada (2003) não mencionam nada a respeito do lixo atômico.

Quanto à utilização da energia nuclear para fins bélicos, Bonjorno et al. (2003, p.349), ao tratar da fissão, comentam sobre "...a ação destrutiva de uma a bomba atômica" comparando a quantidade de TNT que seria necessária para "a explosão de uma bomba [...] semelhante às lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki" . Ramalho et al. (2003, p.428) afirmam que a "eclosão da segunda grande guerra mundial acelerou as pesquisas visando conseguir a auto-sustentação da reação em cadeia que possibilitasse a confecção de uma arma". ". Inserem também uma figura com uma charge do Laerte que trata da valorização do Urânio enriquecido, mas não tecem nenhum comentário da charge nem do Urânio enriquecido ao longo do texto, o que seria interessante em uma problematização dessa questão.

Carron e Guimarães (2003, p.317) mencionam a questão da bomba em uma frase: "A fissão nuclear [...] descontrolada, é uma reação explosiva. É o que acontece nas bombas atômicas" (grifos nossos). Paraná (2003, p.335) após apresentar a equação de fusão, insere uma figura da bomba atômica lançada em Nagasaki, com a legenda: "a bomba atômica tornou o ser humano consciente da possibilidade de sua extinção sobre o planeta " (grifos nossos).

Sampaio e Calçada (2003, p.421) ao tratar de reação em cadeia comentam " quando a reação em cadeia não é controlada temos a bomba atômica de grande poder destrutivo" o" e afirmam: "em vez de bomba atômica, um nome mais adequado seria bomba elétrica" (grifos nossos), pois na "fissão ão temos transformação de energia potencial elétrica em cinética". No capítulo que trata da teoria da 2 relatividade, após apresentar a equação E=mc 2 , Sampaio e Calçada (2003) inserem uma figura da explosão da bomba e um b box , no qual discute a questão das bombas de Hiroshima e Nagasaki, com um enfoque político, questionando a contribuição de Einstein para a bomba atômica.

Em relação às aplicações da energia nuclear em outros setores sociais, apenas Carron e Guimarães (2003) tratam das aplicações da radioatividade na arqueologia, com a datação do Carbono-14 e na medicina. Ao abordar radiações ionizantes discutem rapidamente os danos causados pela radiação e no final do capítulo inserem um b box sobre a radiocirurgia.

Quanto às atividades diferenciadas, Paraná (2003) sugere, no final do capítulo, uma atividade relacionada à peça Copenhagen, produz ida pelo grupo Ciência no palco, o, propondo uma reflexão sobre a relação entre ciência, poder, ética, sociedade e cultura. No entanto, não fornece elementos suficientes para o tratamento do tema e não sinaliza a a maneira pela qual o professor deverá conduzila.

## Sintetizando

Os resultados dessa análise sinalizam que a abordagem do tema Física Nuclear é predominantemente informativa, com muitas ilustrações. Percebemos, na maioria dos livros, uma tendência em iniciar os tópicos com a definição do tema, com pouco aprofundamento teórico e conceitual, privilegiando os aspectos quantitativos, com ênfase em exercícios e aplicações numéricas, em detrimentos de aspectos conceituais e qualitativos. Alguns exercícios propostos não estão relacionados ao que está, de fato, sendo discutido no livro ou tratam de conceitos que os autores não abordam na parte teórica.

Dessa maneira, nossas considerações concordam com WUO (2000, p.99). Este autor conclui, a respeito de Paraná (2003), que a "...valorização do qualitativo não está presente, notando-o-se aí que o texto evidencia os aspectos quantitativos". . Da mesma maneira WUO (2000, p.99) considera que o livro de Ramalho et al. (2003) apresenta um caráter predominantemente quantitativo, afirmando que "N"Na apresentação dos conceitos sobressai o modo extensista, em que a apreensão do seu sentido é propiciada pela relação quantitativa com outras grandezas advindas, principalmente, das aplicações em problemas e exercícios de treinamento". WUO (2000) estende também essas características aos livros de Bonjorno et al. (2003) e Sampaio e Calçada (2003). Ou seja, através desses exemplos fica claro que a abordagem dada à física nuclear é a mesma dada aos demais temas de física trabalhados nos livros, apenas é é realizada de f forma mais simplificada e superficial.

Assim, podemos perceber que o principal aspecto que os livros se propõem a contemplar são ão os científicos e conceituais. E , embora alguns livros apresentem aplicações, eles o fazem apenas de forma informativa, sem o vínculo com a abordagem conceitual, contemplando alguns aspectos tecnológicos ou sociais, normalmente na forma de box, f figuras, textos ou atividades complementares. Desse ponto de vista, nenhum dos textos traz elementos suficientes para que possam ser discutidas as questões sociais atuais que envolvem aspectos de física nuclear.

Essas limitações estãtão relacionadas as à seleção de conteúdos frente ao número de páginas que cada livro destina ao tema Física Nuclear. DaDada a breve extensão com que o tema é discutido, são privilegiados os aspectos informativos e não uma discussão conceitual propriamente dita, não possibilitando a articulação desejada entre os conceitos científicos e seus usos e significados. Des sa maneira, a questão do armazenamento "lixo atômico", por exemplo, é tratada de maneira "natural" como se fosse um problema semelhante ao de levar um lixo comum para um determinado local.

## Física Nuclear: Uma possível proposta

Os resultados de nossa análise sinalizam a necessidade de discutir novas formas de seleção e organização do conteúdo da Física Nuclear, de forma a permitir um aprofundamento do tema compatível com os objetivos desejados.

Esse problema se insere no quadro das diferentes possibilidades para construir uma transposição didática (Chevallard, 1998), em que se reconhece a necessidade de se estabelecer uma distinção entre o saber científico e o saber a ser ensinado. No entanto, a maior parte das tentativas baseadas nessa abordagem considera, como ponto de partida, o próprio conhecimento cientifico. Esse aspecto pode ser facilmente comprovado se compararmos as seqüências de temas encontrados com aquelas apresentadas em manuais destinados aos cursos de graduação (Ver, por exemplo, Tipler (2(2001)) . Desse ponto de vista, novas seleções de conteúdos, dentro da mesma lógica, poderiam continuar privilegiando os conteúdos científicos abstratos, sem articulá-los com os demais eixos propostos.

Como vimos, nos livros didáticos, os aspectos tecnológicos, hihistóricos ou sociais são inseridos pontualmente, como decorrência dos aspectos conceituais e não como "ponto de partida". Ou seja, comparecem, sobretudo, como "ilustração" ou exemplo de aplicação dos conteúdos científicos. Por exemplo, a maioria dos livros analisados, ao abordar a fissão nuclear, inicia com a definição do conceito, apresenta a equação correspondente e conclui com algo semelhante a "é "é isso o que

acontece nas usinas nucleares", ", inserindo uma figura com a foto da usina. Nessa seqüência, pode-s-se perceber que "as questões do mundo contemporâneo" e suas diferentes dimensões, constituem um "apêndice" da física.

Assim, uma seleção que privilegie os objetivos desejados, deve buscar outro ponto de partida. Para compatibilizar nossos objetivos com uma seleção e organização de conteúdos adequada, consideramos como referência mais apropriada as idéias de García (1998). Esse autor propõe que o conhecimento escolar deve representar um enriquecimento do conhecimento cotidiano do aluno, utilizando para isso, como instrumento e não como fim em si mesmo, o conhecimento científico.

Segundo esse autor, a escola deve promover a complexificação do conhecimento cotidiano dos alunos, utilizando para isso o conhecimento científico. Nesse sentido, as questões a serem didiscutidas, são as que envolvam a física nuclear e e que e possam ser de interesse para o aluno, presentes em seu " universo cotidiano " . É esse universo que deve vir r a ser enriquecido, através de e uma compreensão mais abrangente e aprofundada, ou seja, mais complexificada, a partir da introdução dos conceitos científicos adequados .

Partindo dessas idéias, apresentamos uma proposta de organização dos conteúdos de Física Nuclear, que se propõe a contemplar os aspectos científicos, conceituais, , cotidianos, tecnológico, sociais e históricos, de acordo com os objetivos que explicitamos inicialmente. Essa a proposta foi construída e aprimorada ao longo do oferecimento de diversos cursos os de formação continuada, voltado para professores de Ensino Médio, no qual sugerimos pos sibilidades de organização e tratamento do tema Física Nuclear.

Um diferencial significativo dessa organização, em relação aos livros didáticos, é o "ponto de partida". Em nossa proposta, partimos de problematizações, desafios e debates relacionados ao tetema, envolvendo os aspectos tecnológicos e sociais do mundo contemporâneo, para então tratar dos aspectos científicos necessários para a compreensão das questões levantadas.

Os aspectos a serem abordados surgiram das questões identificadas como relevantes no contexto atual e envolvem, por exemplo, o uso de energia nuclear para geração de energia elétrica, seus possíveis usos bélicos, as contribuições tecnológicas dela decorrentes, assim como seus riscos e benefícios. De uma maneira geral, não diferem daqueles já apontados nos livros didáticos. Apenas que, nessa proposta, são as questões centrais a serem compreendidas.

Como o universo das questões a serem trabalhadas é muito amplo, não seria possível nem recomendável, contudo, estabelecer uma proposta fechada e definitiva de tratamento ou organização do tema no Ensino Médio. A estrutura que apresentamos tem o objetivo, apenas, de ilustrar a estratégia de seleção o sugerida, com a intenção de superar as limitações das seleções adotadas tradicionalmente nos livros didáticos.

A TaTabela 2 representa a organização de nossa proposta em forma de uma matriz que apresenta, nas colunas, os três eixos já mencionados como objetivos desejados e, nas linhas, os diferentes tópicos da Física Nuclear. A estrutura sob forma de matriz procura explicitar um aspecto que é essencial em construções dessa natureza e que diz respeito às articulações internas a serem buscadas entre os diferentes aspectos. Assim, os tópicos tratados nas abordagens de aspectos

cotidianos, tecnológicos e sociais (B) ou históricos, sociais e culturais (C) devem ser subsidiados pelos científicos conceituais (A) . Ou seja, trata-s-se de uma proposta de seleção e organização de conteúdos que visa propiciar essa articulação.

Tabela 2: Proposta de mamatriz para o organização da Física Nuclear

Para ilustrar uma das formas de e articulação ininterna de nossa organização, exemplificamos um dos possíveis percursos, o 1B - - 1A - - 2A - - 2B, no qual "percorremos" quatro "células" da tabela articulando esses assuntos. O ponto de partida de nosso percurso o constitui a primeira atividade de nossa proposta, denominada: Onde há Energia Nuclear?(1B)B) , na qual os alunos recebem em uma série de palavras que fazem parte do "cotidiano" e do mundo em que vivemos, como: Urânio, aparelho de raio x, sol, cigarro, usina nuclear, bomba atômica, Nagasaki, câncer etc e devem classificá -las em três blocos: "Sim, Não e Depende", utilizando o seguinte critério: Esse objeto tem energia nuclear disponível? Assim, a partir dessa atividade geram-se questões que demandam conceitos de modelo atômico, núc leo e a instabilidade (1A). E ainda com esse objetivo, construímos a curva Z x N (2A), para explorar as aplicações da energia nuclear em diferentes setores da sociedade (2B).

Desse modo, as atividades, visando à sala de aula do Ensino Médio, são realizadas por meio de diferentes "percursos" na Tabela 2 2 .

Assim, as perspectivas apontadas por Santos (2001) e por nós sinalizadas anteriormente, referentes às possíveis ababordagens das relações CTS, passam a estar contempladas , explicitamente, na matriz desenhada para a Física Nuclear. Mantida essa estrutura, os elementos que compõem as linhas e colunas podem ser readequados às diferentes realidades escolares dos professoreres de Ensino Médio e aos interesses de seus alunos. Mas o essencial, nessa proposta, é que sejam os temas tecnológicos, sociais ou ambientais que passem a "exigir" os conteúdos de física nuclear correspondentes. Dessa forma, espera-s-se que o cotidiano dos alunos

passe a envolver um número maior de objetos, processos, fenômenos, problemas, discussões e questionamentos, referentes à energia nuclear.

## Considerações

Nossos resultados sinalizam que os livros didáticos , voltados ao Ensino Médio, não trazem conhecimentos de física nuclear suficientes para contemplar os objetivos educacionais desejados. O tratamento e a importância desse tema, no contexto dos temas de FMC abordados é também bastante reduzido, o que contrasta com a relevância das questões tecnológic as e sociais atuais.

As seleções de conteúdo realizadas nesses livros, ou suas opções sobre o saber a ser ensinado, privilegiam aspectos internos do conhecimento científico. E o tipo de abordagem predominante não enfatiza a sequer r elementos relativos à naturereza da ciência, ou seja, às " novidades " que os conhecimentos de FMC evidenciam , em termos de concepções, visões de mundo ou formas de investigação, restringindo-se aos conteúdos propriamente ditos. Há, portantoto , ênfase no conteúdo de física envolvido, com poucas discussões envolvendo, de fato, aspectos cotidianos, tecnológicos, sociais, históricos e culturais, mais pertinentes aos objetivos desejados.

Verificamos que a grande maioria dos livros didáticos de Ensino Médio realiza um tratamento da Física Nuclear tal como os demais conteúdos da "Física Clássica", ou seja, essencialmente formal, abstrato e com fins no conhecimento de física em si próprio. E, dada a breve extensão com que os temas são discutidos, são privilegiados os aspectos informativos e não uma discussão conceitual propriamente dita. Conclui -se disso que os livros didáticos ao inserirem desse modo a Física Nuclear, estão "somando" novos conteúdos aos já existentes sem, contudo, responder às demandas da área de ensino de Física ou abordar aspectotos que consideramos essenciais para a construção de um conhecimento significativo.

Acreditamos que uma organização (ou reorganização) de conteúdos que vise à inserção da FMC no EM requer mais que somar ou "transpor" novos conceitos e teorias da Física, mas de rearticulá-los, considerando não apenas a física contemporânea, mas o mundo contemporâneo. Possibilitando, com esses novos conhecimentos, uma compreensão, participação e atuação crítica nesse mundo.

Nos livros didáticos os aspectos tecnológicos, histótóricos ou sociais são inseridos pontualmente, como decorrência dos aspectos conceituais, ou seja, como "ilustração" ou exemplo de aplicação dos conteúdos científicos. Nessa seqüência, pode-se perceber que "as questões do mundo contemporâneo" e suas diferentes dimensões, constituem um "apêndice" da física.

Assim, apontamos a necessidade de uma revisão dos critérios de seleção dos conteúdos a serem ensinados, propondo tomar como referência elementos da perspectiva CTS. Os aspectos tecnológicos e sociais , mais próximos do cotidiano dos alunos, passam a ser o ponto de partida para a aquisição e aprofundamento de conceitos científicos.

Nesse sentido, uma estruturação de propostas de organização curricular, sob forma de matriz temática, permite explicitar melhor r as ênfases desejadas. Propostas dessa natureza enfatizam as articulações a serem buscadas , entre o

conhecimento científico e o o contexto do aluno, transformando os conteúdos da Física em instrumentos para compreensão do mundo e não como objetivos em si mes mos, v visando apenas uma utilização futura.

No exemplo apresentado, problematizamos o tema "Energia Nuclear", partindo do conhecimento e da "vivência" dos alunos em relação a esse assunto , contemplando os aspectos sociais, tecnológicos, culturais para articulá-los, em seguida, aos aspectos científicos e conceituais. Dessa maneira acreditamos que o ensino de Física ganha um espaço mais significativo.

Ao mesmo tempo, esperamos ter contribuído com elementos para uma discussão mais geral acerca dos critérios de e seleção e organização de conteúdos, que pode ser extrapolado para outras áreas e situações.

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