REVISÃO DE BIBLIOGRAFIA; FÍSICA MODERNA E SUA RELEVÂNCIA NO ENSINO MÉDIO.

## REVISÃO DE BIBLIOGRAFIA: FÍSICA MODERNA E SUA RELEVÂNCIA NO ENSINO MÉDIO

## Wagner Tadeu Jardim 1 , Andréia Guerra , Álvaro Chrispino 2 3

- 1 CEFET-RJ/Programa de Pós-Graduação de Ensino de Ciências e Matemática, Jardim\_jf@hotmail.com
- 2 CEFET-RJ/Programa de Pós-Graduação de Ensino de Ciências e Matemática, aguerra@tekne.pro.br

alvaro.chrispino@gmail.com

## Resumo

Vários enfoques são possíveis para inserir temas de Física Moderna e Contemporânea (FMC) à educação básica. Com o intuito de contribuir para as discussões em torno à introdução desses temas no ensino médio, o presente artigo apresenta resultados de uma pesquisa bibliográfica realizada nos periódicos Caderno Brasileiro de Ensino de Física e Revista Brasileira de Ensino de Física no período de 2000 a 2009. A pesquisa teve por propósito realizar um levantamento de trabalhos da área de ensino de física sobre introdução de temas de FMC nas salas de aula de nível médio, além de apresentar uma divisão destes trabalhos de acordo com as subáreas da física e dos enfoques que os autores analisados propõem para se trabalhar os temas de FMC. A escolha das categorias de análise ocorreu com base na legislação nacional. Os documentos nacionais destinados a orientar a educação básica brasileira apresentam anseios e enfoques que se mostraram úteis na orientação da pesquisa a ser descrita. O resultado da pesquisa mostra que aproximadamente metade dos artigos encontrados sobre o tema, discutem uma proposta explícita de aplicação em sala de aula e dentre esses apenas uma minoritária parcela abordada a questão da formação cultural do aluno.

Palavras-chave: Ensino de Física, Legislação, Física Moderna, Revisão Bibliográfica.

## Introdução

Hoje, mais do que nunca, diversas discussões sobre o papel do ensino, e, mais especificamente sobre o ensino de ciências se acaloram entre os pesquisadores e profissionais da área. Os alunos e mesmo muitos dos professores que lecionam tais disciplinas se sentem confusos quanto ao papel da formação científica durante o período escolar.

A inserção de temas de Física Moderna no ensino de nível médio é discutida por vários pesquisadores da área de Ensino de Física TERRAZAN, 1992; OSTERMANN, et. al, 1998; PINTO e ZANETIC, 1999. Vários enfoques são possíveis para se trazer temas de Física Moderna e Contemporânea (FMC) à educação básica. Com o intuito de contribuir para as discussões em torno à introdução desses temas no ensino médio, o presente artigo apresenta resultados de uma pesquisa bibliográfica realizada nas revistas Caderno Brasileiro de Ensino de Física e Revista Brasileira de Ensino de Física no período de 2000 a 2009. A pesquisa teve como propósito realizar um levantamento de trabalhos da área de ensino de física sobre introdução de temas de FMC nas salas de aula de nível médio, além de apresentar

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uma divisão destes trabalhos de acordo com as subáreas da física e dos enfoques que os autores analisados propõem para se trabalhar os temas de FMC.

A escolha das categorias de análise ocorreu com base na legislação nacional. Os documentos nacionais destinados a orientar a educação básica brasileira apresentam anseios e enfoques que se mostraram úteis na orientação da pesquisa a ser descrita.

## Física Moderna: Fundamentação Legal.

Analisamos os textos da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB) e das Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+), a fim de verificar o que estes documentos abordam sobre Cultura e formação crítica e, quais os fundamentos que apontam para a importância de estudos de Física Moderna no Ensino Médio.

## LDB :

Contradizendo o senso comum (e a maioria dos livros didáticos) que leva o estudo da Física no ensino médio à resolução de incontáveis exercícios físicomatemáticos, a LDB define, no artigo 24, como prioridade o caráter qualitativo dos conteúdos:

Art. 24º. V a verificação do rendimento escolar observará os seguintes critérios:

- a) avaliação contínua e cumulativa do desempenho do aluno, com prevalência dos aspectos qualitativos sobre os quantitativos e dos resultados ao longo do período sobre os de eventuais provas finais. (LDB, 1996)

Este primeiro argumento analisado favorece a uma modificação da forma como a Física normalmente é abordada, abrindo assim espaço para uma visão mais ampla desta ciência, a partir de um contexto mais fenomenológico, cultural e histórico, assim, alguns temas de Física Moderna, muitas vezes considerados um tanto quanto complexos de serem abordados no Ensino Médio, podem ser estudados com prevalência do conceitual e qualitativo sobre o quantitativo. Contudo, é preciso ficar claro que se não exclui a abordagem quantitativa para uma completa compreensão de tal conteúdo.

E os conteúdos, metodologias e formas de avaliação devem ser organizadas de tal forma que, ao final do ensino médio o educando demonstre:

Art. 36º § 1º. I - ' domínio dos princípios científicos e tecnológicos que presidem a produção moderna'; (LDB, 1996)

Para alcançar esse objetivo não podemos excluir das salas de aula de física, discussões de temas de Física Moderna e Contemporânea, fortemente presente na tecnologia atual.

## Física Moderna e sua Relevância ao Ensino.

Podemos destacar o fato de que, a época do 'apertador de parafusos' já foi deixada para trás no que diz respeito ao ensino. Podemos perceber nas exigências de mundo e na opinião dos grandes pesquisadores do Ensino que, a formação do aluno deve-se fazer voltada para um caráter estratégico de contrapartida a um caráter técnico, como pode se perceber:

... 'se é verdade que a escola tem papel fundamental na constituição da sociedade, então essa escola terá que deixar de ser mero cenário

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burocrático na vida dos alunos e passar a ser um ambiente de formação para a autonomia, para se buscar saídas, e não para formatá-los de acordo com o mercado' (RICARDO, 2004, p.171).

De um modo geral, a Física abordada no Ensino Médio, não ultrapassa o século XIX. Física que, por ser descontextualizada historicamente, não apresenta início, meio e continuidade. Apresenta apenas, uma teoria construída aparentemente de forma linear e sem espaço para discussões e/ou modificações. Um fator que pode ajudar a entender essa situação, é que, o currículo no Brasil, basicamente é ditado pela mesma estrutura dos livros didáticos. No caso da Física, os livros didáticos em sua maioria, possuem uma estrutura herdada dos livros franceses produzidos no século XIX que por sua vez sofreram grandes influências de uma era, onde a filosofia e o pensamento crítico foram excluídos dos textos com a finalidade de uma formação mais técnica voltada à engenharia. Formação esta que consistia do estudo de uma física pronta e acabada. Tal questão é analisada com mais detalhes por BRAGA, GUERRA e REIS 2008 que tratam da origem dos livros didáticos científicos brasileiros sobre a influência da fundação da Escola Politécnica em Paris.

Focada basicamente em estudos que vão pouco além da mecânica clássica, a Física do Ensino Médio não apresenta agentes motivadores para um aluno que se vê diante de uma física que não se dispõe à discussão ou modificações e, não lhe permite compreender a atualidade que lhe é exposta no cotidiano. Questões científicas mais interessantes a esse alunado podem ser encontradas na internet, revistas de divulgação, reportagens exibidas em telejornais e documentários na televisão ou muitas vezes até em filmes, desenhos animados e séries, mas não em sala de aula. Esta distância parece incoerente com os interesses atuais. Além dos PCN+ e da motivação gerada nos alunos, os professores também compartilham as ideias do ensino de FMC nas salas de aula como importância de uma Física que é extremamente necessária para se entender as grandes inovações teóricas e tecnológicas atuais e que poderia trazer mais sentido ao aprendizado em sala de aula como destacado em OLIVEIRA, VIANNA e GERBASSI, 2007.

É de consenso entre os pesquisadores de ensino de Física como destacado por LOCH e GARCIA, a necessidade de se abordar conteúdos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio. Isto pode ser percebido devido aos trabalhos atuais realizados na área que, já passaram da etapa de justificar a importância de tal assunto, para uma etapa posterior, de construção de metodologias e propostas para uma real inserção de FMC no ensino médio.

## PCN+ (FÍSICA)

O documento ao desenvolver o conteúdo de Física Moderna, relaciona com a tecnologia ou teorias que descrevem o Universo no qual nos deparamos em nosso cotidiano e que na maioria das vezes só pode ser analisada através dos conhecimentos modernos da física:

- · Perceber o papel desempenhado pelo conhecimento físico no desenvolvimento da tecnologia e a complexa relação entre ciência e tecnologia ao longo da história. Muitas vezes, a tecnologia foi precedida pelo desenvolvimento da Física, como no caso da fabricação de lasers, ou, em outras, foi a tecnologia que antecedeu o conhecimento científico, como no caso das máquinas térmicas.

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'Alguns aspectos da chamada Física Moderna serão indispensáveis para permitir aos jovens adquirir uma compreensão mais abrangente sobre como se constitui a matéria (...). Finalmente, será indispensável uma compreensão de natureza cosmológica, permitindo ao jovem refletir sobre sua presença e seu 'lugar' na história do Universo, tanto no tempo como no espaço, do ponto de vista da ciência. Espera-se que ele, ao final da educação básica, adquira uma compreensão atualizada das hipóteses, modelos e formas de investigação sobre a origem e evolução do Universo em que vive, com que sonha e que pretende transformar. Assim, Universo, Terra e vida passam a constituir mais um tema estruturador'. (PCN+, 2002)

## Trabalhos realizados na área

As tabelas a seguir exibem um levantamento sobre artigos de Física Moderna e Contemporânea presentes nos periódicos CBEF e RBEF nos últimos dez anos (2000-2009), separado em algumas áreas: Relatividade Restrita, Relatividade Geral, Efeito Fotoelétrico, Radiação e Princípio da incerteza e natureza dual da matéria. A pesquisa foi realizada através do site da Capes (periódicos), através da busca por palavras chaves. Para a busca foram usadas as seguintes palavras : Relatividade, Relatividade Restrita, Relatividade Geral, Efeito fotoelétrico, Radiação, Raios X, Microondas, Complementareidade, dualidade onda-partícula, incerteza. Os artigos foram subdivididos ainda no que diz respeito ao enfoque que apresentavam: apresentação de conceitos de Física Moderna com aplicação direta ou não a tecnologias, e artigos que são destinados ao ensino de tal conteúdo. Os Artigos foram diferenciados de acordo com subáreas da Física Moderna com a finalidade de explicitar quais temas são tidos como prioritários pelos pesquisadores.

Foram encontrados ao todo 35 artigos sobre o tema. Os artigos foram numerados com a finalidade de organizar melhor os dados expostos nas tabelas. O nome completo bem como a autoria está explicitado nas referências bibliográficas de acordo com seu respectivo número na tabela.

Nas tabelas 1 e 2, as divisões foram feitas de acordo com os seguintes critérios:

- 1'Apresentam argumentos a favor do ensino': Com base na LDB, PCN, PCN+, ou outros argumentos que sustem a importância de se aprender Física Moderna no ensino médio, sua importância na formação de professores e inserção no currículo.
- 2'Como fazer avaliado': descrição de algum trabalho realizado no ensino médio que, seja possível reproduzir em salas de aula, mostrando os resultados da aplicação de tal proposta.
- 3'Conteúdo': Apenas apresenta determinado assunto, seja através de teoria ou contexto histórico, mas não abre discussão sobre sua importância no ensino ou como implantá-lo nas salas de aula.

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Tabela 1 classificação de artigos por enfoque

## Teoria da Relatividade

Tabela 2 classificação de artigos de acordo com seu enfoque.

Para atingir o objetivo final desse trabalho, além da divisão exposta nas tabelas 1 e 2, uma segunda divisão se fez necessária. Na tabela 3, os artigos que apresentam proposta de aplicação em sala de aula de nível médio ou superior foram separados em duas categorias: os que apresentam exclusivo enfoque experimental e de aplicação tecnológica, daqueles que propõem uma abordagem cultural da ciência. Artigos que apenas apresentem conteúdo teórico sem explicitação educacional foram excluídos da tabela 3. Separamos na coluna 'Experimental ou ênfase tecnológica' textos que apresentam propostas de se trabalhar temas de FMC a partir do desenvolvimento de práticas de laboratório e/ou outras técnicas de abordagem como diagramas ou debates, mas que excluem de sua proposta um contexto cultural e social mais amplo.

Na coluna 'Formação Cultural do aluno', foram alocados textos voltados para a formação cultural do aluno através do destaque da interação da física com outras áreas de conhecimento, como artes ou história e propõe um estudo mais amplo da física em um contexto mais amplo.

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Tabela 3 divisão de artigos destinados ao ensino de física

Podemos perceber através das tabelas 1, 2 e 3 que pouco menos da metade dos artigos (17 dos 35 totais) são destinados diretamente ao assunto Ensino mas apenas 5 são destinados a algum tipo de formação cultural mais ampla.

## Conclusão

O presente trabalho teve como objetivo apontar a necessidade de uma inserção significativa de temas de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio por meio de fundamentação nas leis que regem o Ensino no Brasil e uma breve análise dos artigos publicados na área em dois importantes periódicos sobre Ensino de Física. A partir de 2002, com a publicação dos PCN+, o que era de se esperar, é que, a importância da Física Moderna e seu enfoque cultural, ganhassem destaque no meio acadêmico do ensino de física. Porém, o assunto muitas vezes é inserido apenas no formato de apêndices em livros didáticos e frequentemente ignorado pelos professores. Conclusão esta que, na atual conjuntura deveria ser um pouco diferente devido à grande demanda por conhecimentos de Física Moderna nos currículos do ensino médio. Assim, essa pesquisa aponta a urgência do desenvolvimento de trabalhos que apontem e avaliem caminhos para se trabalhar temas de FMC.

## Agradecimentos

Agradecemos ao CNPQ pelo apoio sem o qual não seria possível a realização deste trabalho.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

BRASIL, Lei n. 9.394. 1996 - Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional

BRASIL, Ministério da Educação - Secretaria de Educação Básica. Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio, 2000.

BRASIL, Ministério da Educação e Cultura - Secretária de Educação Básica. Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio, 2002.

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BRAGA, M, A; GUERRA, A; REIS, J, C O Papel dos Livros Didáticos Franceses do Século XIX na Construção de uma Concepção Dogmático-Instrumental do Ensino de Física Cad. Bras. Ens. Fís., v. 25, n. 3: p. 507-522, dez. 2008.

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OLIVEIRA, F, F; VIANNA, D, M; GERBASSI, R, S. Física Moderna no Ensino Médio: o que Dizem os Professores Rev. Bras. de Ens. de Fís., v. 29, n. 3, p. 447-454, (2007).

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PINTO, A, C; ZANETIC, J. É Possível Levar a Física Quântica para o Ensino Médio? Cad. Bras. Ens. Fís. 16, 1 (1999).

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TERRAZAN, E. A. A Inserção da Física Moderna e Contemporânea no EFnsino Médio. Caderno Catarinense de Ensino de Física, 9 (3): 209-214, Santa Catarina RS (1992)

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## · Caderno Brasileiro de Ensino de Física -

http://www.periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/

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28 - KÖHNLEIN J, F, K; PEDUZZI L, O, Q. Uma Discussão Sobre a Natureza da Ciência no Ensino Médio: um Exemplo com a Teoria da Relatividade Restrita Cad. Brás. Ens. Fís. v. 22, n. 1: p. 36-70, abr. 2005.

29 - LANG F, S; PEDUZZI L, O, Q. Três Episódios de Descoberta Científica: da Caricatura Empirista a uma Outra História. Cad. Brás. Ens. Fís. v. 23, n. 1: p. 26-52, abr. 2006

30 - ARRUDA S, M; TOGINHO D, O, F. Laboratório Caseiro de Física Moderna Cad. Cat. de Ens. de Fís. v. 8, n. 3, dez. 1991.

31 - DIONÍSIO P, H. Albert Einstein e a Física Quântica Cad. Cat. de Ens. de Fís. Vol. 22, No 2 (2005)

32 - CATELLI F; PEZZINI S. Laboratório Caseiro: Observando Espectros Luminosos - Espectroscópio Portátil Cad. Brás. Ens. Fís. v. 19, n.2: p.264-269, ago. 2002

33 - MELQUIADES F, L; APPOLONI C, R. Radioatividade Natural em Amostras Alimentares. Cad. Brás. Ens. Fís., v. 21, n. 1: p. 120-126, abr. 2004

34 - LABURÚ C, E; OTA M, I, N; BASSO, R, L, O; ALMEIDA C, J. Visualisando ondas eletromagnéticas estacionárias (um experimento na cozinha de casa). Cad. Brás. Ens. Fís. v. 17, n. 3, dez. 2000.

35 - CAVALCANTI M, A; TAVOLARO C, R, C. Uma oficina de Física Moderna que Vise a sua Inserção no Ensino Médio Cad. Brás. Ens. Fís. v.18, n.3: p.297-315, dez.2001.

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