O CASO DA IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS: CONTEXTO E PRETEXTO PARA O ENSINO DE FÍSICA

## O CASO DA IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS: CONTEXTO E PRETEXTO PARA O ENSINO DE FÍSICA

Valter César Montanher , Pedro da Cunha Pinto Neto 1 2

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E.E. Adalberto Nascimento/gepCE/FE/UNICAMP, vcmontanher@gmail.com 2 gepCE/FE/UNICAMP, pcunha@unicamp.br

## Resumo

Este trabalho emprega a Aprendizagem Baseada em Casos (ABC) como estratégia para a aprendizagem de física. Trabalhamos durante um bimestre em 4 turmas do terceiro ano do ensino médio de uma escola pública do município de Campinas (SP).Nosso propósito consistiu em investigar a produção dos alunos ao resolver o caso proposto - elaborado pelo primeiro autor - consistindo de uma carta, escrita por uma avó aflita ao seu neto estudante de física. Nesta manifesta sua preocupação em relação a uma agroindústria produtora de alimentos irradiados, instalada nas proximidades de sua pequena propriedade rural em Carauari no interior do estado do Amazonas. Este contexto é tomado como pretexto para a aprendizagem de questões relativas à estrutura nuclear da matéria e os processos radioativos relacionados. Os questionamentos e conhecimentos prévios sobre o assunto, manifestados pelos alunos, no trabalho com o caso, foram trabalhados junto às situações de aprendizagem previstas para o terceiro bimestre do currículo oficial do Estado de São Paulo. Constatamos um maior interesse dos alunos por estas atividades, indicando que o uso da ABC no ensino médio é uma estratégia de ensino promissora, que torna a aprendizagem mais significativa, merecendo a atenção de pesquisas futuras.

Palavras-chave : Aprendizagem Baseada em Casos, física moderna, aprendizagem ativa, ensino médio, ensino de ciências.

## Introdução

Na prática pedagógica tradicional o professor é o encarregado de acompanhar a uma classe ao longo de um determinado período de tempo, ensinando em situações presenciais e síncronas, mediante a transmissão de seu saber. Os alunos ouvem as mesmas explicações, ao mesmo tempo, desenvolvidas no espaço comum da sala de aula.

Se quisermos mudar esse cenário de passividade do aluno (receptor) e do professor (transmissor), promovendo uma aprendizagem ativa por parte do aluno, temos que modificar a concepção que temos a respeito das tarefas que o professor, como agente do conhecimento, deve desempenhar em sala de aula.

As funções mais tradicionais do professor são, conhecer a matéria e expor o conteúdo de forma que o aluno entenda.

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Para um ensino ativo, o professor tem que considerar a necessidade de passar de um ensino centrado na transmissão do conhecimento, a outro que se centre na aprendizagem. De um processo que fomenta alunos passivos e desenvolve fundamentalmente a memória e a compreensão através de metodologias expositivas, a uma aprendizagem centrada no aluno, favorecendo a sua atividade e protagonismo, proporcionando o desenvolvimento de diferentes habilidades e competências. Este novo papel implica a reformulação de objetivos e de conteúdos de aprendizagem, e a elaboração de tarefas com fundamento no processo de ensino e aprendizagem, mais do que no conteúdo a aprender.

Deste modo, há que reconhecer que existem metodologias mais apropriadas para uma determinada matéria e contexto de aprendizagem, não menos certo é o reconhecimento da potencialidade das mais ativas e colaborativas, como resposta aos objetivos que se apresentam ao ensino atual. Temos que considerar e refletir quais são os processos e estratégias mediante os quais os alunos alcancem a aprendizagem; pressupondo que são sujeitos capacitados a aprender por si mesmos, com outros e de outros, e por tanto aprender a trabalhar colaborativamente, resolver problemas, situações conflituosas e aplicar o conhecimento em contextos variados, empregando os recursos para tanto. O professor tornar-se um facilitador de todo o processo atuando como mediador do mesmo, mas não mais, como quem resolve os problemas.

Nesta perspectiva os alunos podem trabalhar de maneira individual, mas, também em pequenos grupos colaborativos, interatuando com o professor e valorizando seu próprio trabalho e dos outros participantes do grupo. Já não devem ser os sujeitos 'obedientes' que, absorvem, registram, memorizam e repetem a informação em determinadas provas ou exames. Devem ser sujeitos ativos, capacitados para identificar necessidades de aprendizagem, investigar, resolver problemas e, em definitivo, aprender.

Na mesma direção estudos têm defendido a importância do questionamento e da argumentação no ensino de física (Jiménez Aleixandre, 2003; Villani, 2003). Este objetivo é alcançado sobretudo em metodologias de aprendizagem ativas e centradas no aluno, como a Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP), também conhecida em inglês como 'Problem Based Learning (PBL)', ou sua variante fundamentada em Estudos de Casos -denominada neste trabalho como Aprendizagem Baseada em Casos (ABC)(Montanher, 2009).

## Aprendizagem Baseada em Casos (ABC)

A Aprendizagem Baseada em Casos (ABC) está relacionada a aspectos de teorias que representam correntes do campo da educação. Tais aspectos são vistos como as bases teóricas do método e são, via de regra, mencionados em trabalhos que abordam o assunto (Shulman, 1992; Wassermann, 1994; Harrington, 1995; Levin, 1995; Kleinfeld, 1998; Montanher, 2003; Dori e Herscovitz, 2005; Herreid, 2005). Vemos estes aspectos pertinentes com os objetivos propostos tanto pelos PCN como pela proposta curricular da Secretaria de Educação do Estado de São Paulo (Seesp\_Física, 2008).

São eles, entre outros: Cognição situada, Aprendizagem em domínios mal estruturados, Reflexão na ação, Conhecimento narrativo, O papel do grupo e das interações sociais na construção do conhecimento, Construtivismo, Zona de

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Desenvolvimento Proximal, Aprendizagem colaborativa, Auto-regulação, Aprendizagem ativa.

A ABC possibilita o estabelecimento de relações entre a teoria e as particularidades das situações problemas. Os casos auxiliam os alunos a transitar entre uma situação problema de sala de aula, para situações reais, proporcionando uma experiência vicária. Nossa expectativa no trabalho com a ABC no ensino de física é congruente, em linhas gerais, com a de Shulman na formação de professores, que considera que o uso adequado de casos pode ajudar a relacionar teoria e prática; encontrar saídas e resolver problemas em situações dilemáticas; interpretar situações a partir de múltiplas perspectivas; tomar decisões; reconhecer riscos e vantagens presentes em cada forma de agir; identificar e testar princípios teóricos em situações reais (Shulman, 1992). Os casos permitem o estudo interdisciplinar a diversas áreas de conhecimento e a revisão de concepções sobre os conteúdos aprendidos ou a aprender nas disciplinas, etc. A grande contribuição dos casos para os alunos, está no fato de que possibilitam que explicitem e compartilhem o conjunto de conhecimentos utilizados, construídos e mobilizados por eles no processo de ensino e aprendizagem.

A qualidade de um caso é fundamental para despertar o interesse dos alunos pelos problemas que nele se colocam, decidi escrevê-lo por dois motivos:

- · A adequação do caso aos objetivos das situações de aprendizagem previstas no caderno do aluno da SEESP.
- · Tendo em conta o contexto escolar e as percepções que tenho sobre as possibilidades de meus alunos e turmas, apesar de subjetivo, é um saber inerente ao saber fazer do professor, com o qual toma as decisões urgentes e, por vezes incertas, no dia a dia de sala de aula.

## Proposta de temas e sua distribuição ao longo dos três anos do Ensino Médio

Proposta Curricular de Física do Estado de São Paulo (SEESP)

Em relação ao professor é condição essencial na ABC a capacidade deste para conduzir a discussão, ajudar os alunos a realizar uma análise mais aguda dos diversos problemas, e induzi-los a esforçar-se para obter uma compreensão mais profunda do problema. Penso ser mais fácil mediar o trabalho com a ABC quando o professor escreve o caso, pelo menos nas primeiras experiências com a ABC, creio que, com o tempo e a experiência adquirida, seja fácil adaptar casos e utilizar casos escritos por outros.

Para realizar um trabalho com a ABC no ensino de física, elaboramos dois casos com o objetivo de explorar conceitualmente tópicos de física com os alunos.

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No primeiro trabalhamos com o conceito de energia e potência em um caso onde a questão chave era: Qual a solução mais econômica para um banho quente em uma residência?

No contexto do caso, os alunos deveriam analisar e relatar em sala a solução escolhida, justificando tal escolha. Posteriormente solicitei que manifestassem sua opinião, por escrito, a qual achavam mais satisfatória dentre as soluções apresentadas pelos grupos, podendo ou não concordar com a apresentada pelo seu grupo.

No secundo caso, objeto deste artigo, usamos como recurso a carta de uma avó que recorria ao neto - estudante de física na universidade - solicitando o esclarecimento de algumas dúvidas sobre irradiação de alimentos; caberia ao aluno escrever a avó uma carta resposta, posicionando-se a favor ou contra a irradiação, frente a um contexto concreto expresso no caso; pequenos proprietários rurais sendo prejudicados na venda de seus produtos, frente à concorrência dos alimentos irradiados qualificados como melhores para o consumo.

Meu objetivo era que ao resolverem os casos, tornassem as outras situações de aprendizagem trabalhadas no bimestre - sobre matéria e radiação significativas, fruto dos questionamentos, e do compartilhamento de suas duvidas e soluções no trabalho colaborativo, movendo-os em direção a novas aprendizagens, relacionando teoria e prática e percebendo a influência dos conceitos da física no seu cotidiano.

Fundamentamos esta expectativa em Gaston Bacherlard (...) quando diz que: "Todo o conhecimento é uma resposta a uma pergunta", concepção que aparece na base epistemológica de muitas e variada pesquisas no âmbito do ensino de ciências, assim as perguntas geradas pelos casos teriam como resposta, em parte, o conhecimento físico desenvolvido no bimestre.

Nesta nossa experiência didática com a ABC, cujo contexto esteve apoiado nessa expectativa, na medida em que problematizou uma situação realista em que segmentos da sociedade disputaram seus pontos de vista sobre a irradiação de alimentos.

## Objetivos

O caso foi trabalhado em uma escola pública de Campinas, em quatro turmas com uma média de 30 alunos por sala, todas do terceiro ano do ensino médio, durante o quarto bimestre de 2009, sendo o primeiro autor professor efetivo de física nesta escola desde 2008.

Nosso objetivo foi analisar os elementos enfatizados pelos estudantes em sua produção escrita (carta resposta a avó). Procuramos selecionar trechos que manifestassem de forma significativa os conhecimentos prévios dos alunos e outros que manifestavam um conceito incorreto, seja pela inadequada interpretação dos textos fornecidos, ou outra inabilidade qualquer do aluno.

## Como elaborar o caso

Para a elaboração do caso tomamos com referencial teórico Herreid, que trabalha com casos há muito tempo na Universidade de Búfalo em Nova York, sendo sua experiência com a ABC no ensino superior de ciências (Herreid, 2005)

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Para Herreid as característica de um bom caso são:

- · Um bom caso desperta o interesse pela questão: para que um caso pareça real, convém que haja um drama, um suspense. O caso deve ter uma questão a ser resolvida. Boas estórias nem sempre relatam fielmente a verdade, mas são plausíveis, transmitem um sentimento de credibilidade. O caso vai ser julgado pela sua verossimilhança, diferentemente, um modelo, teoria ou hipótese científica o é pela sua verificabilidade experimental, ou em argumentos de autoridade, fé humana respaldada na credibilidade da pessoa que diz, do que no que foi dito;
- · Um bom caso deve ser atual: deve tratar de questões atuais, onde o estudante perceba o problema como algo importante e significativo. Apesar de casos históricos serem interessantes para os especialistas em ensino de ciências, os estudantes tendem a preferir tópicos atuais que vêem na mídia, como podemos ver Halkia, K. and D. Mantzouridis (2005);
- · Um bom caso produz empatia com os personagens centrais: os personagens influenciam na maneira como certas decisões são tomadas. Nesta questão a subjetividade desempenha um papel importante, o que pode gerar conflitos entre os participantes do debate. Um personagem que se perceba como arrogante, inescrupuloso, antipático leva o estudante a posicionar-se contrário ao seu argumento pelo simples fato de ser o posicionamento dele, mesmo que os fatos o favoreçam, afinal somos humanos, e a ciência é feita por humanos;
- · Um bom caso inclui citações: é a melhor maneira de compreender uma situação e ganhar empatia para com os personagens. Deve-se adicionar vida e drama a todas as citações;
- · Um bom caso é relevante ao leitor: os casos escolhidos devem envolver situações que os estudantes tenham elementos suficientes para resolvê-las, ou como encontrá-los. Isto melhora o fator empatia e faz do caso algo, motivador, que vale a pena ser estudado.;
- · Um bom caso deve ter utilidade pedagógica: deve ser percebido como algo útil, para o desenvolvimento do curso e para a aprendizagem do conteúdo pelo estudante;
- · Um bom caso provoca um conflito: a maioria dos casos é fundamentada sobre algo controverso, que exija reflexão e ação;
- · Um bom caso força uma decisão: deve haver urgência e seriedade envolvida na resolução dos casos; Um bom caso tem generalizações: deve ter aplicabilidade geral e não ser específico de um caso particular ou apenas uma curiosidade;
- · Um bom caso é curto: os casos devem ser suficientemente longos para introduzir os fatos e circunstâncias condicionantes do caso, mas não tão longos que levem a uma análise tediosa.

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## Caso elaborado

Irradiação de alimentos:

Um Caso de Ensino para Explorar o Conceito de Radioatividade

Por Valter César Montanher - Professor de Física

E. E. Adalberto Nascimento-Campinas-SP

Caro Carlos,

Há muito que não nos vemos; estou com saudades.

Desculpe-me incomodá-lo com esta carta.

A questão, que descreverei abaixo, está afligindo seu avô e a mim.

Desde que seus pais morreram e você partiu de Carauari, indo morar com sua tia em Campinas, lá se vão 10 anos, sobrevivemos do que produz a fazendinha que seu pai nos deixou em herança.

O pessoal da cooperativa tem nos ajudado a plantar, colher e vender, apesar do pouco estudo das pessoas daqui tudo ia muito bem, sem maiores preocupações.

Desculpe-me tomar tanto o seu tempo, mas, aconteceram coisas preocupantes nestes últimos meses.

Um grupo de estrangeiros comprou algumas glebas de terra aqui perto, onde plantam frutas, verduras e criam gado. Causou-nos certa estranheza tamanha produção, dada a dificuldade em levar os produtos daqui para vender em Manaus ou Rio Branco, as estradas são péssimas e, com o calor e a demora no transporte chega tudo estragado.

Neste meio tempo o pessoal do posto de saúde descobriu algo perturbador.

Eles estão colocando radioatividade nos alimentos! Alegam que isto mata os bichos e as frutas duram mais fora da geladeira, podem assim vender a maior parte da produção para o exterior e centros urbanos distantes.

Procuramos nos informar com uns textos que obtemos sobre o assunto, porém, ficamos ainda mais confusos, cada um diz uma coisa; envio os textos para que os leia.

Não estamos conseguindo vender mais, tem gente que comprava da cooperativa que só ta comprando o tal irradiado, dizem que dura mais e não têm bicho, seu avô pensa até em vender as terras.

As perguntas que nos intrigam são as seguintes:

O que é um alimento irradiado?

Há diferença entre irradiar o alimento e esquentá-lo no microondas?

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E comum as pessoas comerem alimentos irradiados ai na cidade

Você comeria alimento irradiado?

Como posso saber se um alimento é irradiado ou não?

Se eu comer o alimento irradiado, vou ficar radioativo?

Se eu plantar uma semente irradiada o alimento vai nascer já

É verdade que o alimento irradiado não precisa nem lavar?

Quais os efeitos da radiação sobre o sabor, cor e textura do alimento?

Fale com seus amigos da universidade para ajudar a gente daqui, todos na cooperativa aguardam sua resposta, prometi a eles que lerei sua carta na assembléia assim que chegar.

Um abraço de sua avó,

Deolinda.

## Proposta de trabalho

Teremos duas aulas para trabalhar este caso.

Primeira aula.

Leitura do caso e dos textos anexos.

Discussão com o seu grupo e anotações no diário.

## Segunda aula.

Discussão entre os grupos da sala, cada um dando sua opinião.

Elaboração individual de uma carta resposta.

Contexto da carta:

Você é aluno do ultimo ano de física na UNICAMP e têm que ajudar os seus avós e os amigos da cooperativa que moram em Carauari no Amazonas.

Após discutir com seus amigos e professor sobre o assunto, escreva uma carta explicando as dúvidas para sua avó e os cooperados.

Lembre-se que eles já leram alguns textos sobre o assunto (os textos discutidos em aula) e, mesmo assim estão confusos. Sua opinião e importante para eles, confiam em você.

Observe que é uma carta para uma avó aflita, não é para responder um questionário, mas, explicar as questões, dando sua opinião fundamentada nos textos, na discussão em aula, etc.

Para redigir sua carta pode utilizar também outras referências que encontrar, sugerimos algumas no fim do texto.

A carta é individual, podendo ser manuscrita ou digitada.

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grande?

irradiado?

Deve ser entregue pessoalmente ou pelo e-mail: vcmontanher@gmail.com até o dia 4 de Dezembro.

## Algumas Referências

- · http://www.cena.usp.br/irradiacao/index.asp
- · http://www.fcf.usp.br/Ensino/Graduacao/Disciplinas/LinkAula/MyFiles/alimentos\_irradiados.htm
- · http://www.cena.usp.br/irradiacao/index.asp
- · http://www.nuclear.radiologia.nom.br/inicio.htm
- · http://alimentissimo.wordpress.com/2008/08/25/alimentos-cozidos-nomicroondas-fazem-mal-a-saude/
- · http://www.carauari.am.gov.br/portal1/municipio/contas\_publicas.asp?i IdMun=100113017
- · http://www.cnen.gov.br/ensino/radioatividade.asp

## Trechos de algumas cartas

A12\_' ......um alimento irradiado é um alimento que passa por um tratamento com produtos quimicos em diversas quantidades, esses produtos quimicos mudam o alimento criando componentes novos nele, matando bactérias, mas também, faz surgir componentes que não são identificados, portanto,não se sabe se fazem bom ou mal para a saúde, tornando assim suspeito.'

- A8\_ 'Sobre as perguntas que você me enviou, vou tentar explicar da melhor maneira possível para não restarem duvidas. A irradiação é o uso da radiação ionizante de isótopos ou raios-X nos alimentos. A radiação esteriliza o alimento, matando as bactérias, sem tornar o produto radioativo.'
- A5\_ 'Pesquisei sobre o assunto que a senhora pediu para mim e obtive algumas respostas sobre alimentos irradiados. Um alimento irradiado é um alimento tratado com elementos químicos radioativos, com o objetivo de tornar esse alimento mais seguro para consumo, matando bactérias, porém, esses elementos químicos, na verdade, modificam toda a estrutura do alimento, alterando sua composição e trazendo doenças sérias.'
- A1 'Vovó, tentarei esclarecer algumas duvidas suas. Alimentos irradiados são aqueles que passam por um processo de irradiação com cobalto 60 ou césio 137, ou através de aceleradores de elétrons disparados por aceleradores lineares. Esquentar alimentos no microondas não traz malefícios, ou pelo menos nada foi comprovado, e é muito diferente de irradiação, pois irradiar mata os micróbios e o microondas serve apenas pra aquecer.

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## Discussão dos resultados

Partindo do nosso contexto, escola pública em uma zona central de uma cidade economicamente relevante do estado de São Paulo, apontamos algumas reflexões.

Os resultados apontam que a ABC, além de motivadora - não sendo este o objetivo desta pesquisa - possibilita desenvolver junto aos alunos uma série de habilidades além das que os 'problemas' de lápis e papel possibilitam; tais como, pensamento crítico, trabalho colaborativo, tomada de decisão, elaboração de hipóteses, capacidade de argumentação, entre outras.

Apesar do objetivo do caso ser a aprendizagem de conceitos físicos - a partir da problemática abordada - os questionamentos nas aulas em que foram formalizados os conceitos tais como, radiação eletromagnética, estabilidade nuclear, decaimento radiativo, radiação ionizante, etc. Observamos a presença de questões na perspectiva CTS partirem dos alunos, mesmo sendo as questões críticas elaboradas conceituais. Ao professor cabe discuti-las, evitando assim castrar a criatividade e curiosidade dos alunos, algo tão difícil de fomentar como manter.

O que diferencia um caso de um problema é que ao analisar um caso podemos, tanto as perguntas críticas como as hipóteses formuladas pelos alunos, gerarem uma série de problemas menores para a resolução do caso, alguns necessários outros contingentes. Uma ou outra classificação dada aos problemas depende da profundidade e do encaminhamento que, o grupo, interprete como mais conveniente para dar o caso como resolvido. Para alguns um problema pode ser contingente enquanto para outro este é necessário.

Poderíamos ainda argumentar que os problemas necessários são aqueles que se não forem resolvidos, o caso não apresenta solução satisfatória gerando questionamentos. Os contingentes são questões suscitadas por quem analisa o caso que enriquecem a análise, vão além do que é necessário para a resolução do caso, não são imprescindíveis, são questões a mais das vezes subjetivas.

Outro aspecto que pensamos ser um diferencial na ABC é a contextualização. Com isto não queremos dizer que um caso é a única forma de contextualizar um problema, nossa argumentação dirige-se ao aspecto restritivo que o caso possibilita nas condições de produção. No Caso da Irradiação de Alimentos, por exemplo, além do conhecimento físico necessário para responder as questões críticas, o aluno deve respondê-las a partir da contextualização dada pelo caso, um estudante de física escrevendo uma carta a sua avó aflita com um problema. Esta condição de produção implica em um texto diverso de um questionário; apesar das perguntas serem as mesmas, o tom familiar da carta leva o aluno a expressar-se e raciocinar de uma forma que lhe é mais familiar que um texto acadêmico, seja um relatório, questionário, monografia, etc.

Finalmente consideramos que a ABC deva ser incluída não como algo episódico e contingente dentro do programa de aulas, mas em uma sequência lógica, com o intuito de tornar o ensino significativo e crítico, possibilitando ao aluno a experiência de questionar e ser questionado. Aspecto que nos parecem relevantes para uma escola, como a brasileira, onde o fazer perguntas é encarado como debilidade cognitiva, a ABC pode resultar para o aluno - e também para o professor -uma mudança atitudinal importante em relação ao processo de ensino e aprendizagem vigente.

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## Referências

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