PROPOSTA PARA ABORDAGEM DE PROBLEMAS AMBIENTAIS NAS AULAS DE FÍSICA PARA O ENSINO MÉDIO

## PROPOSTA PARA ABORDAGEM DE PROBLEMAS AMBIENTAIS NAS AULAS DE FÍSICA PARA O ENSINO MÉDIO

Almir Guedes dos Santos 1 , Fernando de Souza Barros , 2 Hélio Salim de Amorim 3

1 IFRJ/campus Nilópolis, SEEDUC-RJ/CE Mal João Baptista de Mattos, UFRJ/Instituto de Física, almirgds\_if@yahoo.com.br

2 UFRJ/Instituto de Física, fsbarros@if.ufrj.br

3 UFRJ/Instituto de Física, hsalim@if.ufrj.br

## Resumo

A população de diversas cidades brasileiras convive com problemas ambientais que prejudicam sua qualidade de vida, levando-a, por vezes, a perdas humanas e materiais. Tais problemas incluem altas temperaturas, secas prolongadas, contaminação das águas e níveis extremos de radiação ultravioleta, além de poluições sonora e atmosférica. Esse cenário ambiental é preocupante do ponto de vista sócio-cultural, pois muitas pessoas não possuem sequer consciência de sua existência. Dessa forma, ficam mais expostas a perdas auditivas relativas aos níveis sonoros elevados e ao desenvolvimento de câncer de pele associado à exposição desprotegida e prolongada a altos níveis de radiação ultravioleta. No contexto educacional, identificamos, por um lado, que crescem as publicações em eventos e periódicos aproximando ensino de física e temas ambientais, porém, por outro, ainda são raras as iniciativas didáticas pertinentes na escola. Nesse sentido, e aproveitando uma lacuna de materiais didáticos de qualidade satisfatória que aproximam Física e problemas ambientais e levando em conta o tempo restrito de professores para sua produção, elaboramos e apresentamos neste trabalho uma proposta de ensino para abordagem de problemas ambientais nas aulas de Física para o Ensino Médio. Essa proposta é adequada às escolas de centros urbanos brasileiros, tendo em vista que compartilham de problemas ambientais existentes fora dela e com os quais os alunos provavelmente convivem.

Palavras-chave : Ensino de Física, CTS, problemas ambientais, material didático.

## Introdução

A população de diversos centros urbanos brasileiros está exposta a problemas ambientais que prejudicam sua qualidade de vida, levando-a, por vezes, a irreparáveis perdas humanas e materiais. Os habitantes mais atingidos são os que habitam regiões sensíveis ambientalmente, as quais incluem os locais onde ocorre coleta irregular de lixo, seus rios próximos não são drenados regularmente e suas casas foram construídas irregularmente em encostas sem a devida proteção vegetal. Quando ocorrem eventos ambientais extremos nessas regiões, os governos são flagrados pela mídia em seu descaso com essa parte da população, tal como ocorreu nos deslizamentos de encostas em Angra dos Reis em janeiro de 2009, Niterói em abril de 2010 e Região Serrana (Nova Friburgo, Teresópolis e Petrópolis) em janeiro de 2011, no estado do Rio de Janeiro.

Os problemas ambientais podem ser classificados em locais, tais como poluição sonora, atmosférica e luminosa, contaminação das águas de rios e lagoas e redução drástica da umidade relativa do ar, e em globais, como os efeitos das mudanças climáticas globais e os níveis extremos da radiação ultravioleta. Esse cenário demanda da escola a formação de cidadãos críticos e conscientes das questões ambientais contemporâneas, tendo em vista que a maioria da população

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20 a 25 de janeiro de 2013

sofre inconscientemente com alguns deles, tais como as perdas de audição relativas à poluição sonora e o desenvolvimento de câncer decorrente da exposição desprotegida e prolongada a níveis elevados de radiação ultravioleta. Nesse sentido, encontramos, por um lado, um número crescente de trabalhos em anais de encontros e periódicos de ensino que aproximam a Física dos temas ambientais, porém, por outro, ainda são raras e pontuais as iniciativas didáticas nas escolas que contemplam essas questões que afetam as vidas dos habitantes de centros urbanos brasileiros.

Como o ensino de Física praticado na maioria das escolas brasileiras ainda é o tradicional, existem sérios entraves para a abordagem dos problemas ambientais nas aulas regulares. Tais aspectos já eram apontados há mais de uma década por Santos (1999, p.7), ao destacar que tudo se passa [...] como se (a produção científica) não contemplasse temas da atualidade, como se não tivessem utilidade social ou essa utilidade se restringisse a uma porta de acesso a estudos posteriores.

Esse desafio educacional, defendido em documentos da legislação educacional brasileira (BRASIL, 1996, 1999 e 2002), precisa ser assumido pelos professores das diversas disciplinas e áreas do conhecimento. Esta mudança requer metas educacionais para a sociedade, conforme defendido por Lemke (2006, p.6), ao enfatizar que as metas da educação científica devem ser formuladas dentro do contexto de nossas metas mais amplas para a educação em geral e de nossa definição sobre aquilo que contribui para [...] uma vida melhor para todas as pessoas [tradução nossa].

- O presente trabalho pretende colaborar para preencher uma lacuna de materiais didáticos de qualidade satisfatória que aproximam as questões ambientais do ensino de física, conforme destacam Santos e Souza Barros (2010 e 2011) e Santos et al. (2012).

## Revisão de literatura

A introdução dos temas ambientais nas aulas de Física é defendida e abordada em diversos trabalhos publicados em periódicos online e em anais de encontros de ensino de Física e áreas afins. Considerando a diversidade de questões ambientais, foi necessário focarmos a presente revisão numa amostra envolvendo apenas três deles: mudanças climáticas; poluição sonora; e radiação ultravioleta.

No tocante às mudanças climáticas, o livro de May e Caron (2009), embora em inglês, contém um material amplo e compreensível para os professores. São apresentados inúmeros conceitos necessários para a compreensão desse fenômeno global. Chiquito et al. (2005) propõe a construção de uma miniestação meteorológica para perceber alterações nas condições de tempo de certa região, como, por exemplo, quando uma frente fria se aproxima.

Quanto ao problema ambiental da poluição sonora, Bastos e Mattos (2009) realizaram uma apresentação didática numa escola do Ensino Médio com o intuito de conscientizar os estudantes para os riscos à audição humana envolvidos em situações como conversar em voz alta em ambientes fechados, por exemplo, a sala de aula, e ouvir música em volume alto com fone de ouvido. Alves et al. (2005) apresentam aspectos de um trabalho sobre poluição sonora aplicado em uma escola do Ensino Médio e elaborado no âmbito de disciplinas do Ensino Superior.

Radiação ultravioleta e seus efeitos na saúde humana é outro tema ambiental relevante no contexto brasileiro. Prestes et al. (2008) apresentam os

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resultados de uma investigação no Ensino Médio sobre radiações, com o intuito de levantar as noções dos estudantes. Foi realizado por Fortunato e Sauerwein (2011) o levantamento das dúvidas de estudantes do 3º ano do Ensino Médio sobre radiações, as quais foram dados valiosos para a elaboração de módulos didáticos. O livro de Okuno e Vilela (2005) aborda aprofundadamente diversos aspectos relativos às radiações UV, incluindo suas características e efeitos, representando uma importante referência brasileira sobre o tema.

Embora seja crescente a quantidade de publicações que defendem questões ambientais nas aulas de Física, precisamos ser cautelosos, pois como alertam Santos e Souza Barros (2010, p.10): [...] a carência de textos acessíveis ou disponíveis de divulgação cientifica das mudanças climáticas de qualidade satisfatória, [...], é um fator que dificulta o planejamento de aulas de Física vinculadas às temáticas ambientais. Essa lacuna de materiais didáticos também existe na internet, na qual buscadores, como o Google, priorizam a frequência de acessos.

## Aspectos educacionais

A abordagem de questões ambientais nas aulas de Física na Educação Básica é defendida nos documentos da legislação educacional brasileira e em trabalhos de ensino de Física. Identificamos na LDB (BRASIL, 1996) a demanda educacional pela preparação dos estudantes para o exercício da cidadania, ao passo que o PCN (BRASIL, 1999) apresenta sérias críticas ao ensino tradicional, que ainda predomina nas escolas.

Os PCN (ibid) apresenta a Física como parte da cultura contemporânea, tendo em vista os avanços científico-tecnológicos ocorridos na sociedade brasileira nas últimas décadas. Encontramos nos PCN+ (BRASIL, 2002) aspectos complementares aos PCN que especificam melhor sua proposta curricular em termos de sua efetivação nas escolas. No tocante à atuação dos professores, os PCN+ (ibid, p.61) salientam que os critérios que orientam a ação pedagógica deixam, portanto, de tomar como referência primeira 'o que ensinar de Física', passando a centrar-se sobre o 'para que ensinar Física', [...].

Os aspectos curriculares acima estão alinhados com a proposta de ensino deste trabalho, sendo, inclusive, destacado por Santos e Mortimer (2002, p.5) que [...] a atual reforma curricular do ensino médio incorpora, em seus objetivos e fundamentos, elementos dos currículos com ênfase em CTS. Currículos com ênfase em CTS se caracterizam pela promoção da alfabetização tecnocientífica, na qual os estudantes discutem e compreendem aspectos subjacentes à tríade CTS (Ciência-TecnologiaSociedade) problemas ambientais são temas CTS. ;

A principal meta educacional do enfoque CTS consiste em tornar os estudantes capazes de se posicionarem e emitirem juízos de valor de forma crítica, consciente e independente. Nesse contexto, a partir de pressupostos CTS no Brasil, Auler (apud CHRISPINO, 2009, p.186) aponta que os objetivos da educação CTS envolvem, dentre outros, promover o interesse dos estudantes em relacionar a ciência com aspectos tecnológicos e sociais; discutir as implicações sociais e éticas relacionadas ao uso da ciência-tecnologia (CT); [...]. A proposta de ensino para abordagem de problemas ambientais nas aulas de Física no Ensino Médio, que se alinha com o enfoque CTS, será apresentada a seguir.

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## Proposta de ensino: considerações e apresentação

A proposta de ensino envolve a utilização de estratégias educacionais e diversas ferramentas didáticas, concebidas e elaboradas a partir de trabalhos de ensino de Física e áreas afins publicados em anais de encontros e revistas online pertinentes, além de livros didáticos e paradidáticos e dos documentos da legislação educacional brasileira para o Ensino Médio. Uma amostra representativa destes textos pode ser encontrada nas referências de Santos et al. (2012), que serviu de base para elaboração desse trabalho.

Faremos considerações sucintas sobre aspectos correlacionados à proposta de ensino ; sugerimos a leitura de Santos et al. (ibid) para melhor compreensão da presente atividade didática. A proposta para abordagem de problemas ambientais deveria ser apresentada antes das aulas expositivas sobre os assuntos específicos de Física na grade curricular do estado do Rio de Janeiro (SEEDUC, 2010), sendo previstos, independente do problema ambiental em tela, quatro dias de aula; a carga horária semanal de Física é de 1h40min e cada turma possui em torno de 30 alunos.

As ferramentas didáticas da proposta incluem: vídeos instrucionais; texto de apoio didático; atividade experimental; questionários (inicial, de apoio ao texto e final); e relatório experimental. Os vídeos com enfoque CTS são considerados relevantes (SANTOS e MORTIMER, 2002 e 2009; VIANNA, 2009) e devem ser escolhidos pelo seu rigor científico e adequação da linguagem ao Ensino Médio. A atividade experimental possui caráter educacional de laboratório aberto (BORGES, 2002; CARVALHO et al., 1999), que de acordo com a classificação de Tamir (apud BORGES, 2002, p.23) se insere no nível 1 de investigação : os problemas e os procedimentos são apresentados e as conclusões são construídas pelos próprios estudantes.

Santos et al. (2012) apresentam os eixos norteadores que devem ser utilizados para elaboração das ferramentas didáticas acima, além dos objetivos educacionais da proposta e de considerações relativas à avaliação do ensinoaprendizagem da atividade didática. Apresentamos abaixo (ver Quadro 1) a estruturação geral de estratégias e ferramentas didáticas da proposta de ensino para abordagem de problemas ambientais nas aulas de Física para o Ensino Médio.

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Quadro 1: Estruturação geral das estratégias e ferramentas didáticas da proposta.

O Quadro 1 possui um caráter geral, de modo que as ferramentas didáticas e demais informações específicas do problema ambiental em tela (em negrito no quadro acima) devem seguir seus eixos norteadores e estarem de acordo com os objetivos educacionais, conforme apresentado por Santos et al. (2012). Esse trabalho (ibid) apresenta ainda exemplos de ferramentas e informações acerca de

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três problemas ambientais (mudanças climáticas; poluição sonora; e radiação ultravioleta).

## Considerações finais

Embora tenhamos expectativas promissoras sobre a inserção de problemas ambientais nas aulas de Física para o Ensino Médio, em parte pelas considerações publicadas em trabalhos de ensino de Física e áreas afins, estamos cientes das dificuldades que professores de Física possuem para aplicação de atividades didáticas com enfoque CTS, as quais são apontadas por Auler e Delizoicov (1999), Santos e Bemfeito (2010) e Silva e Carvalho (2009).

Existem diversos aspectos que ressaltam a relevância da abordagem de questões ambientais no Ensino Médio, incluindo os presentes nos documentos da legislação educacional brasileira e em trabalhos publicados em revistas online e em anais de encontros de ensino de Física e áreas afins É premente a difusão dessas . questões, pois 80% da população brasileira moram em centros urbanos. Tais problemas representam prejuízos para sua saúde e qualidade de vida, quando não levam a irreparáveis perdas materiais e humanas.

## Referências bibliográficas

ALVES, P.R.P., SOUSA, D.R. e SILVA, H.C. Poluição Sonora na Física do Ensino Médio numa Abordagem CTS. XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física. Rio de Janeiro-RJ, 2005, p.1-4.

AULER, D. e DELIZOICOV, D. Visões de Professores sobre as Interações entre Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS). II Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, Valinhos-SP, 1999, p.1-10.

BASTOS, P.W. e MATTOS, C.R. Física para uma Saúde Auditiva. XVIII Simpósio Nacional de Ensino de Física, Vitória-ES, 2009, p.1-12.

BORGES, A.T. Novos Rumos para o Laboratório Escolar de Ciências. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.19, n.3, p.291-313, 2002.

BRASIL. Lei de Diretrizes e Bases da Educação (Lei 9.394/96). Coleção Legislação Brasileira, 6ª edição, Rio de Janeiro: editora DP&A (2003), 1996.

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

BRASIL. Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio - Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Secretaria de Educação Básica: Ministério da Educação, 2002. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/CienciasNatureza.pdf. Acesso em 22 de Abril de 2010.

CARVALHO, A.M.P. (coord.), SANTOS, E.I., AZEVEDO, M.C.P.S., DATE, M.P.S., FUJII, S.R.S. e NASCIMENTO, V.B. Termodinâmica: um Ensino por Investigação. São Paulo: FEUSP, 1999.

CHIQUITO, A.J., SILVA, R. e VIEIRA, K.B. Uma Mini-Estação Meteorológica. Física na Escola , v.6, n.2, p.20-22, 2005.

CHRISPINO, A. Educação Tecnológica: Ciência, Tecnologia e Sociedade: Módulo III. Rio de Janeiro: CEFET-RJ, 2009.

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FORTUNATO, D. e SAUERWEIN, I.P.S. Radiações: o que os estudantes querem saber? XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física, Manaus-AM, p.1-9, 2011. LEMKE, J.L. Investigar para el futuro de la educación científica: nuevas formas de aprender, nuevas formas de vivir. Enseñanza de las Ciencias , v.24, n.1, p.5-12, mar/2006.

MAY, E. and CARON, Z. Global Warming for Dummies . John Wiley & Sons Canada, 2009.

OKUNO, E. e VILELA, M.A.C. Radiação Ultravioleta: características e efeitos. 1ª edição. São Paulo: editora Livraria da Física, 2005.

PRESTES, M., CAPPELLETTO, E. e SANTOS, A.C.K. Concepções dos Estudantes sobre Radiações. XI Encontro de Pesquisa em Ensino de Física . Curitiba-PR, 2008, p.1-12.

SANTOS, M-E. 'Encruzilhadas de Mudança no Limiar do século XXI - Coconstrução do Saber Científico e da Cidadania via Ensino CTS de Ciências'. II Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, Valinhos-SP, 1999, p. 114.

SANTOS, W.L.P. e MORTINER, E.F. Uma análise de pressupostos teóricos da abordagem C-T-S (Ciência, Tecnologia e Sociedade) no contexto da educação brasileira. Ensaio - Pesquisa em Educação em Ciências, v.2, n.2, p.1-23, 2002.

SANTOS, W.L.P. e MORTIMER, E.F. Abordagem de Aspectos Sociocientíficos em Aulas de Ciências: Possibilidades e Limitações. Investigações em Ensino de Ciências, v.14, n.2, p.191-218, 2009.

SANTOS, A.G. e BEMFEITO, A.P.D. Análise das Práticas de Ensino CTS em Física divulgadas em Periódicos on-line na perspectiva de Paulo Freire. Monografia (Lato Sensu), CEFET-RJ, Maio/2010.

SANTOS, A.G. e SOUZA BARROS, F. Abordagem do Aquecimento Global em Livros Didáticos do Ensino Médio. XII Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, Águas de Lindóia-SP, 2010, p.1-12.

SANTOS, A.G. e SOUZA BARROS, F. Questões Ambientais no Ensino de Física. XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física, Manaus - AM, 2011, p.1-10.

SANTOS, A.G.; SOUZA BARROS, F.; e AMORIM, H.S. Uma Proposta para Abordagem de Problemas Ambientais nas Aulas de Física para o Ensino Médio. Rio de Janeiro: IF / UFRJ, 2012.

SEEDUC. Proposta Curricular: um Novo Formato - Ciências, Biologia, Física e Química. Secretaria de Estado de Educação: Governo do Rio de Janeiro, fev. / 2010. Disponível em:

http://www.conexaoprofessor.rj.gov.br/downloads/CIENCIAS\_Biologia\_Fisica\_Quimic a.pdf. Acesso em 07 de Agosto de 2011.

SILVA, L.F. e CARVALHO, L.M. Professores de Física em Formação Inicial: o Ensino de Física, a Abordagem CTS e os Temas Controversos. Investigações em Ensino de Ciências , v.14, n.1, p.135-148, 2009.

VIANNA, D.M. Formação cidadã para nossos alunos - um contexto cultural para o ensino de Física. In: MARTINS, A.F.P. (org.). Física ainda é cultura? São Paulo: editora Livraria da Física, 2009, p.131-149.

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