SOBRE A INSERÇÃO DE TÓPICOS DE FÍSICA MODERNA NO ENSINO MÉDIO À PERSPECTIVA DE PROFESSORES

## SOBRE A INSERÇÃO DE TÓPICOS DE FÍSICA MODERNA NO ENSINO MÉDIO À PERSPECTIVA DE PROFESSORES

## Felipe Ferreira dos Santos , Alexandre Lopes de Oliveira P 1 P P 2

- P 1 P Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ) - Campus Nilópolis, felipesdt@gmail.com

P 2 P Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ) - Campus Nilópolis, alexandre.oliveira@ifrj.edu.br

## Resumo

A inserção de física moderna e contemporânea no ensino é incontestável, uma vez que esse tema já foi demonstrado por vários trabalhos. Apesar dos esforços, sabemos que atualmente há muito pouco de realizado. É um fato conhecido das dificuldades de uma mudança curricular no ensino de física, ainda mais diante do déficit de professores na área e das suas dificuldades no exercício do magistério. Um currículo desatualizado e descontextualizado representa um problema tanto para professores quanto para os estudantes e torna a prática pedagógica, que normalmente se resume a quadro e giz, monótono e desinteressante para os alunos. No entanto, temos vivenciado uma necessidade entre os professores de se trabalhar de forma diferente do tradicional, de ter motivação para o trabalho seja abordando novos temas ou realizando novas práticas. Este trabalho é um levantamento, por aplicação de questionários estruturados a professores das turmas de ensino médio no intuito de ajudar na identificação de causas da ausência de física moderna nesse segmento.

Palavras-chave : física moderna, ensino de física, aprendizagem

## Introdução

- O ensino de física no nível médio não tem acompanhado os avanços tecnológicos das últimas décadas e tem se mostrado cada vez mais distante do mundo contemporâneo. Um currículo desatualizado e descontextualizado representa um problema tanto para professores quanto para os estudantes e torna a prática pedagógica, que normalmente se resume a quadro e giz, monótono e desinteressante para os alunos (OLIVEIRA et al., 2007). Desta maneira, devemos contextualizar a física na vida do aluno tratando de diversos assuntos dos quais ele já conhece, utilizando seu conhecimento prévio.
- O aluno poderá conhecer melhor o mundo a sua volta com o auxílio da física moderna. Bem verdade que para isso é necessário o conhecimento da física clássica. No entanto, isso não impede que temas da física clássica (período antes do século XX), moderna (período entre 1900 e 1970) e contemporânea (a partir de 1970) sejam escolhidos para compor o currículo. Identificar as principais causas encontradas para a ausência do ensino dessa área nas turmas de ensino médio é o objetivo do presente trabalho. Aplicando questionários aos professores da área e analisando os resultados, poderemos obter algumas respostas que possam explicar o fato.

Na maior parte das vezes os professores não relacionam o conteúdo escolar aprendido com algo já conhecido pelos alunos, e de acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNs) (BRASIL, 1999), é essencial que a

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30 de janeiro a 04 de fevereiro de 2011

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física seja explicada como processo histórico, está em continua mutação e é preciso trazer o aluno para realidade que ele vive e pertence no momento. Não dão exemplos práticos e concretos que fazem parte da vida dos educandos e sim exemplos muito abstratos com ênfase no que vêem nos livros didáticos.

Um passo importante seria levar ciência e tecnologia para sala de aula como é incentivado nos PCNs (BRASIL, 1999) de forma que o indivíduo não precise criar objetos, mas, no mínimo, saber como se dá seu funcionamento. Um exemplo muito importante é que o Ministério de Educação e Cultura espanhol introduziu ciência tecnologia e sociedade (CTS) como disciplina optativa nos cursos de graduação e para os alunos de 16 a 18 anos e ensino secundário, obrigatória como complemento de disciplinas (PINHEIRO, 2007).

É importante salientar que a linguagem utilizada pelo professor deverá ser 'filtrada', pois, a linguagem tem de se adequar à realidade que o aluno vive, ou seja, palavras que facilitem o entendimento do aluno. A linguagem adequada e relacionada a exemplos conhecidos pelo aluno facilita ainda o aprendizado.

Os conceitos aprendidos podem se complementar ao conhecimento prévio se transformando numa teoria mais completa. Ainda assim, podemos testar se os alunos realmente tiveram uma aprendizagem significativa propondo novos problemas que eles não conhecem. Se forem problemas já vistos, podemos ter respostas simples e mecanicamente memorizadas.

Podemos exemplificar com o movimento CTS que pode auxiliar nesse processo e foi base para compor currículos de variados países dando prioridade a alfabetização em ciência e tecnologia interligada ao contexto social (PINHEIRO, 2007).

- O professor é o articulador que levará o aluno ao desenvolvimento para resolução de situações-problema ajudando-o com condições intelectuais inseridas na contextualização do aluno. Trabalhando com enfoque CTS podemos desenvolver a postura social do aluno tanto dentro da sala de aula quanto fora dela (TENREIROVIEIRA, 2005). Assim, despertando sua curiosidade e desenvolvendo sua investigação sobre o que ele não conhece, instigando-o a auto-suficiência no aprendizado, o professor pode levar questões concretas que afligem a sociedade para a sala de aula e ver como se portam os alunos frente ao problema atual da sociedade em questão. Assim, cidadãos mais conscientes surgirão entendendo os verdadeiros problemas e implicações.

Nos PCNs, fica evidenciado que é importante termos varias disciplinas ligadas ao mesmo problema em questão assim como se faz nas questões do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) e no exame de admissão algumas instituições de ensino superior. Entretanto, 'os organizadores do ENEM resolveram retirar do programa a física moderna e contemporânea (FMC). Tal decisão vai na contramão do enorme esforço que a comunidade da área tem dispendido com o objetivo de inserir tópicos de FMC no ensino médio' (STUDART, 2009).

Na perspectiva escolar, a interdisciplinaridade não tem a pretensão de criar novas disciplinas ou saberes, mas de utilizar os conhecimentos de várias disciplinas para resolver um problema concreto ou compreender um determinado fenômeno sob diferentes pontos de vista. Trata-se de recorrer a um saber diretamente útil e utilizável para responder às questões e aos problemas sociais contemporâneos (BRASIL, 1999). Uma outra tentativa concentra-se na elaboração de materiais de

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divulgação, didáticos e de atividades experimentais (PINTO E ZANETIC, 1999). No entanto, isto tem sido um problema frequente, os alunos têm dificuldades de relacionar uma área com outra do ensino e isso precisa de desenvolvimento (PINHEIRO, 2007).

## Descrição do trabalho desenvolvido

A fim de se obter um levantamento sobre as perspectivas dos professores de física quanto a inserção de física moderna no ensino médio, utilizou-se de métodos de pesquisa exploratória, pois 'visa tornar o problema explícito e envolve entrevistas com pessoas que tiveram experiências práticas com o problema pesquisado' (MENEZES e SILVA, 2001) foi possível identificar através de questionários respondidos por professores de física, os fatores que contribuem para a ausência de tópicos de física moderna no ensino médio. A pesquisa se baseia na utilização de materiais já elaborados sobre o tema, como revistas científicas da área e Manuais do Aluno, fornecido nos vestibulares das Universidades, pois esses contêm os programas de prova. Este trabalho tem caráter quantitativo e se utilizou de dados estatísticos de um questionário, provenientes de uma amostra por conveniência, pois os locais selecionados para a pesquisa foram os mais acessíveis ao pesquisador. Foi aplicado um questionário a um grupo de 15 professores de física do ensino médio, dentre as instituições pesquisadas se encontram duas públicas e uma privada, em suma, uma na esfera Federal, uma na Estadual e uma da rede Particular, sendo elas: o Colégio Estadual Aydano de Almeida, Instituto Federal do Rio de Janeiro e Associação Educacional Filgueiras, todos esses situados no município de Nilópolis no Estado do Rio de Janeiro. Para os conteúdos selecionados no questionário foi tomado aqueles que constam nos livros didáticos sugeridos no Plano Nacional do Livro Didático para o Ensino Médio (PNLEM) 2009.

## Resultados obtidos

De acordo com a pesquisa descreveremos abaixo os resultados obtidos a partir do questionário aplicado aos professores de física do ensino médio.

Questão 1: Entre os temas abaixo qual você acha que poderia ser omitido da grade de física:

Na figura 01 está apresentado o gráfico da frequência relativa de respostas para a questão 1. Nessa primeira pergunta pudemos verificar o que o professor considera menos essencial na grade de física do ensino médio.

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Figura 01: Gráfico da frequência relativa de respostas sobre os tópicos que poderiam ser omitidos.

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Sugerimos, então, dentre todos os temas mais comuns abordados no ensino médio qual poderia ser omitido. A intenção dessa foi para gerar um possível espaço para a inserção de algum tópico de física moderna na grade de física.

Analisando os resultados na Figura 01, pode-se constatar que a opinião desses profissionais foi muito variável. Entretanto a maior parte, 22%, concorda que Movimentos Harmônicos Simples poderia ser omitido na grade de física, 17% acham que poderia ser as Leis de Kirchhoff, outros 13% a favor da Corrente Alternada.

Questão 2 : Enumere os tópicos abaixo em ordem de importância:

(1 = mais importante; 5 = Menos importante)

A análise dessa pergunta foi dividida em duas partes, pois classificava o mais importante em primeiro e o menos importante em último dentre cinco possíveis assuntos propostos nas alternativas.

## Primeira Parte

Tratando de assuntos básicos de física moderna, ou seja, assuntos introdutórios necessários a compreensão inicial da mesma.

A segunda pergunta pede que o entrevistado atribua uma ordem de importância de temas. Assim foi dividida em duas, pois classificava o mais importante em primeiro e o menos importante em último dentre cinco possíveis assuntos propostos nas alternativas. Com base nas respostas recebidas temos a Figura 02.

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Figura 02: Gráfico da frequência relativa sobre o tópico mais importante em física moderna. U U

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A Figura 02 nos mostra que 36% dos professores consideram o Conceito de fótons como sendo o mais importante. Por conseguinte, 22% consideram que Cinemática Relativística é a mais importante e 21% dizem que é o Caráter dual onda / partícula da Luz.

A partir disso vimos que estas as respostas de maior frequência são partes bastante introdutórias e sem elas a compreensão de outros pontos da física moderna seriam muito dificultados.

## Segunda Parte

Figura 03: Gráfico da frequência relativa sobre o tópico menos importante em física U U moderna.

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Pretendendo saber a opinião dos educadores sobre o que seria menos importante na classificação solicitada tem-se a Figura 03. Assim, 43% dos entrevistados consideram Espectro de Absorção e Emissão de Radiação como o menos importante. Logo após, 29% considerando como Cinemática Relativística. Note que os resultados apresentados nas Figuras 02 e 03, tratam-se de frequências relativas e quem considerou o tópico mais importante não repetiu a resposta quando perguntado como menos importante.

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## Questão 3: Qual dos tópicos abaixo você considera importante para ser incluído na grade curricular de física:

Os resultados referente as respostas dessa terceira pergunta, estão apresentados na Figura 04.

Figura 04: Gráfico da frequência relativa sobre qual tópico de física moderna é o mais importante.

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Com base na Figura 04, o tema raios-X foi escolhido por 33% dos professores, enquanto 29% preferiram incluir cinemática relativística, outros 24% entendem o átomo de Bohr como o que deveria ser incluído.

O tema raios-X foi o preferido para ser incluído no programa e está presente no cotidiano de grande massa da população que já conhece.

Questão 4: Marque a opção de qual série do ensino médio que a física moderna melhor se encaixaria:

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Pretendendo saber em qual série do ensino médio poderíamos inserir alguns tópicos da física moderna utilizamos a quarta pergunta. Assim o professor deveria escolher a que série melhor se adequava tópicos do tema proposto.

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Figura 05: Gráfico da frequência relativa sobre a série mais apropriada em se encaixar tópicos em física moderna.

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Com isso, os resultados apresentados na Figura 05 mostram que 79% dos professores preferem o 3° ano, 14% o 2° ano. A escolha já era esperada pois no 3° ano os já possuem um certo nível de conhecimentos para a introdução de tópicos um pouco mais complicados e, sobretudo, já tendo a base da física clássica.

## Questão 5: Qual a opção que você mais se identifica:

- · A física moderna é importante para o entendimento dos alunos sobre as novas tecnologias;
- · A física moderna não é importante, pois os alunos não entenderiam o rigos matemático;
- · A física moderna é importante, mas não há tempo hábil no programa;
- · A física moderna não é importante, pois o programa atual é suficiente para o entendimento;

Com a quinta pergunta temos a alternativa que mais se adequava à opinião do professor. Com isso, sabemos se o educador considera a física moderna importante ou não pois esta já se faz presente no cotidiano de inúmeros estudantes.

Figura 06: Gráfico da frequência relativa sobre a identificação com o tema física moderna.

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Analisando a Figura 06, temos opiniões, praticamente, divididas. Sendo 57% acreditam que a física moderna é Importante, mas não há tempo hábil no programa. Entretanto, 43% acham que a física moderna é importante para o entendimento dos alunos sobre as novas tecnologias. Assim, concluímos que 100% dos entrevistados acreditam que a física moderna é importante, porem temos o problema de pouco tempo de aula de física no ensino médio.

## Questão 6: Como considera o programa dos vestibulares às Universidades do Rio de Janeiro que não exigem tópicos de física moderna em suas provas.

- · O programa do Rio de Janeiro é inadequado;
- · É necessário incluir esses tópicos na programação;
- · O programa do Rio de Janeiro está atrasado em relação a estes

Estados;

- · Não é preciso incluir pois já há muitos temas de física.

Buscamos saber o que os professores achavam sobre o programa de física nos vestibulares no Rio de Janeiro em relação a outros de Estados, já que algum desses a física moderna é cobrada em seus vestibulares. Na análise da Figura 07 vimos que 53% do público participante concordam que é necessário incluir tópicos na programação e, ainda, 17% apontam que esse fato significa um atraso em relação aos Estados que adotam tópicos de física moderna em seus programas de vestibulares.

Figura 07: Gráfico sobre a inclusão de tópicos de física moderna nos vestibulares às universidades do Estado do Rio de Janeiro.

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Note que apesar de ser a maioria achar a inclusão de física moderna importante, uma expressiva parcela de professores acha desnecessária e acham que o programa atual já é muito extenso.

Questão 7: Qual o problema que considera maior precursor da ausência de tópicos de Física Moderna no Ensino Médio:

- · Ausência de materiais didáticos adequados
- · Falta de domínio matemático dos educandos
- · Pouco tempo, geral, geral de aula
- · Falta de iniciativa dos educadores

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Para analisar uma das principais causas e dificuldades que professores poderiam encontrar caso utilizassem tópicos de física moderna em seu programa de aulas, utilizamos a sétima e última pergunta. Deste modo o educador poderá assinalar a opinião que mais se adéqua ao seu ponto de vista sobre os possíveis empecilhos que poderiam encontrar caso o tema estivesse na grade de física do ensino médio.

Figura 08: Gráfico da frequência relativa sobre o motivo da ausência de temas de física moderna no ensino médio.

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Portanto na Figura 08 temos 59% dos pesquisados concordando com pouco tempo, geral, de aula e outra parcela de 23% para a Falta de iniciativa dos educadores.

- O tempo de aulas de física no ensino médio é o maior empecilho juntamente com a falta de iniciativa dos educadores. Contudo, precisamos buscar formas de se adequar esses temas a este pouco tempo de aula.

## Considerações finais

Foi possível verificar com o questionário que entre os principais problemas para a inclusão de tópicos de física moderna na grade de ensino médio são o pouco tempo de aula e a falta de iniciativa dos educadores. No entanto fica difícil trabalhar com tantos temas também importantes da física clássica e ainda inserir física moderna. Ainda temos problema com nosso programa que segundo a pesquisa está atrasado em relação a outros Estados da Federação. No entanto, quando os vestibulares das universidades do Rio de Janeiro incluírem a física moderna em seu programa, logo em seguida teríamos a inclusão de tópicos no ensino médio.

Ainda nesse pensamento, todos os professores consideraram a física moderna importante, sendo a maior parte favorável a inclusão no 3° ano do ensino médio e atentando para a inclusão dos raios-X, tema que é conhecido por grande parte da população. Neste contexto podemos nos ater ao movimento CTS para que os alunos vejam o que há em sua volta, e os professores usarem disso para ensinálos. Os exemplos são inúmeros, temos a física moderna inserida em diversas áreas

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como na biologia, eletrônica, engenharia nuclear. Assim, a interdisciplinaridade faz parte de nossa vida e para a compreensão dos fenômenos a nossa volta precisamos buscar o conhecimento.

Portanto, a física moderna inserida no contexto da vida do aluno, se utilizando de problemas ou exemplos reais e não abstratos, podemos alçar o interesse dos estudantes não só pela física moderna, mas também na física clássica. Entretanto, utilizando também a contextualização. Não deixando de lado, a linguagem que se faz essencial no momento da explicação para buscarmos a aprendizagem significativa do estudante.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio : bases legais/ Ministério da Educação - Brasília: Ministério da Educação/Secretaria de Educação Médio e Tecnológica,1999.

MENEZES, Estera Muszkat; SILVA, Edna Lúcia da. Metodologia da Pesquisa e Elaboração de dissertação . 3 ed. rev. Atual. Florianópolis: Laboratório de Ensino a Distancia da UFSC, 2001.

OLIVEIRA et al. Física moderna no ensino médio: o que dizem os professores. Revista Brasileira de Ensino Física 2007, vol.29, n.3, p. 447-454 . Disponível em&lt; http://www.scielo.br/pdf/rbef/v29n3/a16v29n3.pdf &gt; Acesso em 9 mai. 2009.

PINHEIRO et al. Ciência, Tecnologia e Sociedade: A relevância do enfoque CTS para o contexto do ensino médio. Revista Ciência &amp; Educação, v.13, n.1, p.71-84, 2007. Disponível em: &lt;http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci\_arttext&amp;pid=S1516132007000100005&amp;lang=pt &gt; Acesso em: 05 mai. 2010.

PINTO, A. C.; ZANETIC, J. É possível levar a física quântica para o ensino médio? Caderno Catarinense de Ensino de Física, v. 16, n. 1: p. 7-34,1999 . Disponível em &lt; http://www.fsc.ufsc.br/ccef/port/16-1/artpdf/a1.pdf &gt; Acesso em 16 mai. 2009. T T

STUDART, Nelson. Carta do Editor . Física na Escola, v.10, n.2, p.3, 2009.

TENREIRO-VIEIRA, Celina; VIEIRA, Rui M. Construção de práticas didáticopedagógicas com orientação CTS: impacto de um programa de formação continuada de professores de ciências do ensino básico. Revista Ciência &amp; Educação, vol.11,n 2, p.191-211,2005. Disponível em: &lt;http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci\_arttext&amp;pid=S151673132005000200004&amp;lang=pt&gt; Acesso em: 05 mai. 2010.

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