A FÍSICA MODERNA NOS LIVROS DIDÁTICOS RECOMENDADOS PELO COLÉGIO PEDRO II NO PROGRAMA CURRICULAR DE 1929

## A FÍSICA MODERNA NOS LIVROS DIDÁTICOS RECOMENDADOS PELO COLÉGIO PEDRO II NO PROGRAMA CURRICULAR DE 1929

## Valéria Martins , Cristina Leite , Maria Beatriz Fagundes 1 2 3

1 USP / Mestranda em Ensino de Ciências / valeria.martins@usp.br

2 USP / Instituto de Física / crismilk@if.usp.br

3 UFABC / Centro de Ciências Naturais e Humanas / mbeatriz.fagundes@ufabc.edu.br

## Resumo

Os livros didáticos assumem papel de destaque no cenário educacional brasileiro (LAJOLO, 1996). Wuo (2003) atribui a este material um caráter curricular que determina o que se ensina e como se ensina. Nesta pesquisa foi analisado o tema física moderna em três livros didáticos recomendados pelo programa curricular de 1929 do Colégio Pedro II: 'Elementos de Physica' de Pádua Dias, 'Physica' de Ganot e 'Tratado de Physica' de Raul Romano. Tendo como referência a metodologia de análise textual discursiva qualitativa (MORAES, 2003), os conteúdos de física moderna foram analisados sob duas perspectivas: imagens e textos presentes nos livros. A partir da leitura exaustiva do material foram construídas quatro categorias: histórica, quantitativa, experimental e instrumentalista. A categoria histórica, por exemplo, aborda elementos relacionados a descobertas e biografias dos cientistas. A ênfase predominante que caracteriza esta categoria prioriza os fatos, apresentando uma história descritiva. As referências às relações matemáticas caracterizam a categoria quantitativa, que é expressa por relações de grandeza e proporções, mas que não se trata de uma categoria dominante, uma vez que o uso de fórmulas e expressões matemáticas não ocorrem de maneira expressiva (além de não haver sugestão de exercícios para o tema da física moderna nos livros analisados). Já a experimental caracteriza-se por uma série de apresentações de atividades práticas, as quais, muitas vezes, resumem-se à descrição procedimental acerca do uso de alguns aparelhos. Por último, a instrumentalista foca a descrição de produtos da tecnologia da época, especialmente o uso das radiações na área médica, ressaltando seus benefícios. As categorias de análise parecem mostrar como a física moderna era tratada no contexto educacional brasileiro do início do século XX e indicam uma tendência fortemente relacionada ao apelo da inserção de temas mais contemporâneos da ciência e com conteúdos direcionados à aplicação tecnológica.

Palavras-chave : Livro Didático, Física Moderna, Currículo, História do Ensino da Física

## Introdução

Os livros didáticos representam um dos principais veículos de mediação do conhecimento na escola média (LAJOLO, 1996) e são considerados um instrumento essencial no processo de escolarização (BITTENCOURT, 2004). No Brasil, um país onde os recursos destinados à educação ainda são escassos, especialmente nas áreas afastadas dos grandes centros, muitas vezes o livro didático é o único recurso didático disponível para professores e alunos (LAJOLO, 1996). O papel do livro didático no contexto educacional é complexo e essa complexidade pode ser percebida nas diversas linhas de pesquisa que o tem como objeto de estudo: seja analisando-o enquanto um produto cultural, como mercadoria, como veículo de transmissão de conhecimento ou ainda como um propagador de costumes e valores (BITTENCOURT, 2004).

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20 a 25 de janeiro de 2013

Uma temática que tem ganhado força nas pesquisas atuais na área de educação é a análise do livro didático como um produto histórico. Sob essa ótica o livro didático é um elemento essencial tanto para o estudo da história da educação (CORRÊA, 2000; BITTENCOURT, 2004; MOREIRA, 2012) como também para pesquisas sobre a história de uma determinada disciplina (NICIOLI JUNIOR, 2007). É neste último cenário que se situa o presente trabalho.

Uma possível dimensão de análise da história do ensino da física no Brasil (ALMEIDA JUNIOR, 1979; 1980) pode ser feita, por exemplo, a partir da análise dos livros didáticos utilizados por esta disciplina ao longo do tempo.

A ausência de livros de autores nacionais no período que se inicia a introdução desta disciplina na escola básica brasileira é, por exemplo, uma das primeiras constatações que emerge de uma análise desta natureza. De acordo com Coimbra (2007) foi apenas a partir da consolidação do Império, iniciada em 1850 que as ciências naturais começaram a ganhar espaço no então ensino secundário. Já a disciplina de física ganhou força na educação básica a partir de 1870 (COIMBRA, 2007). Deste período até meados do século XX, os livros de Física que eram adotados no Brasil eram em geral, livros franceses, traduções destas obras ou ainda, adaptações de livros didáticos franceses, tais obras posteriormente se tornaram as principais referências para a elaboração dos livros didáticos nacionais (BARRA, LORENZ, 1986).

A influência francesa não ficou restrita somente aos livros didáticos, mas também direcionou o modelo das instituições de ensino no Brasil e, em especial, do Colégio Pedro II, inaugurado em 1838 na cidade do Rio de Janeiro. Trata-se do primeiro colégio de ensino secundário do Brasil, sendo que esta instituição foi criada de modo a servir como modelo para os demais estabelecimentos de ensino existentes no país (SAMPAIO, 2004).

Os primeiros livros didáticos de física adotados oficialmente no Brasil foram os livros recomendados pelo Colégio Pedro II e os livros indicados nos seus programas de ensino desenvolvidos no período de 1850 a 1951 adquiriram status de currículo para o ensino básico brasileiro (VECHIA, LORENZ; 1998).

Por conta disso, o ponto de partida da presente pesquisa é o programa do Colégio Pedro II de 1929. A partir do estudo deste programa pode-se perceber como conteúdos de física moderna foram inseridos no rol de temas tratados na disciplina de física e como tais conteúdos aparecem nos livros didáticos adotados pelo colégio. Neste contexto, o olhar para a física moderna parece apontar uma perspectiva interessante de análise, pois indica a existência de uma proximidade entre a escolha dos conteúdos contemplados nos livros didáticos adotados nas décadas de 1920 e 1930 e os temas de interesse nas pesquisas em física realizadas no final do século XIX e início do XX.

O principal objetivo da presente pesquisa é investigar a relação de proximidade entre os temas de pesquisa em física e sua presença nos livros didáticos por meio da análise de três livros didáticos das décadas de 1920 e 1930 recomendados pelo Colégio Pedro II. A pesquisa apresentada é parte de um trabalho mais amplo que vem sendo desenvolvido no âmbito de uma dissertação de mestrado.

## Desenvolvimento da pesquisa

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A pesquisa foi desenvolvida em duas etapas. A primeira, tendo como referência o programa curricular do Colégio Pedro II (VECHIA; LORENZ, 1998), buscou identificar neste material quais livros didáticos eram recomendados e em que ano ocorre a inserção de conteúdos de física moderna. Na segunda etapa, foi realizada uma leitura atenta de três livros didáticos ('Elementos de Physica' de Pádua Dias, 'Physica' de Ganot e 'Tratado de Physica' de Raul Romano, livros estes sugeridos no programa curricular do colégio para o ano de 1929) e observados os conteúdos de física moderna e as formas de abordagens comuns para as três obras analisadas.

Os conteúdos de física moderna presentes nos livros didáticos foram analisados a partir de duas perspectivas: imagens e textos. Tendo como referência a metodologia de análise textual discursiva qualitativa (MORAES, 2003) foram construídas categorias com o intuito de classificar a forma de abordagem dos conteúdos de física moderna nestes livros didáticos.

## Os livros didáticos do Programa de 1929: Autores e Conteúdos

Na tabela 01 é apresentada uma síntese dos conteúdos de física moderna presentes no programa curricular de 1929 e sua presença ou não para os três livros didáticos analisados.

Tabela 01: Relação entre os Conteúdos de Física Moderna no programa curricular e nos Livros Didáticos Analisados

Ao relacionar os conteúdos de física moderna presentes no programa curricular de 1929 do Colégio Pedro II e nos livros didáticos é possível perceber que o livro didático de Raul Romano é o único que contém todos os conteúdos do programa de ensino. Entretanto, há conteúdos de física moderna que estão presentes nos livros e não no programa, tais como, a teoria da constituição da matéria (presente nos livros de Raul Romano e de Pádua Dias) e o tema da energia atômica (presente no livro de Ganot).

## As categorias predominantes no tema da Física Moderna

A partir da leitura detalhada dos livros didáticos também foi possível identificar características comuns na forma como os temas da física moderna são abordados. Repetido

Para a composição das categorias, os conteúdos de física moderna nos livros didáticos foram inicialmente analisados a partir de duas dimensões distintas: imagem e texto. Para as imagens foram consideradas fotografias e figuras que ilustram equipamentos e produtos associados aos conceitos de física moderna, tais

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como imagens da ampola de Crookes utilizadas para descrever a produção dos raios ou figuras de radiografias.

Para os textos foram considerados excertos que indicam, por exemplo, a descrição dos fenômenos físicos, as referências a dados e fatos históricos, a descrição de um equipamento associado ao estudo de um determinado conceito e ainda a utilização explícita ou não de relações matemáticas.

Com base nas imagens e nos textos presentes nos livros didáticos, foram construídas as categorias explicitadas a seguir:

Histórica: apresenta o processo de construção do conhecimento, situando-o numa perspectiva histórica. Exemplos da categoria: elementos de história da física como a biografias de cientistas, a menção a datas e fatos relacionados a descobertas de fenômenos e/ou mudanças de conceitos devido aos novos estudos.

Quantitativa : sintetiza o conhecimento físico ou uma maneira de expressá-lo por meio de relações matemáticas. São exemplos desta categoria a utilização de expressões de grandeza, proporções e relações matemáticas.

Experimental: descrição de experimentos ou de um equipamento que se relaciona ao estudo de um determinado fenômeno.

Instrumentalista: menção aos produtos da tecnologia da época, relacionados aos conteúdos de física moderna estudados.

É importante salientar que as categorias descritas anteriormente não são excludentes, como mostram os exemplos apresentados a seguir.

As imagens presentes nos três livros didáticos são desenhos e figuras utilizadas para ilustrar equipamentos ou produtos relacionados à tecnologia da época. Os exemplos destacados são: a ampola de Crookes (nas figuras 1a e 1b), o tubo de Crookes, que caracteriza o processo de produção dos raios X (figuras 2a e 2b) e as figuras de radiografias (figuras 3a e 3b):

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A categoria experimental pode ser identificada nos três livros didáticos particularmente no tratamento dado ao tema dos raios X, com a descrição de equipamentos, como, por exemplo, o tubo de Crookes. A figura deste equipamento é utilizada para descrever o processo de produção desde tipo de radiação:

'Se num tubo de Crookes empregarmos um catodo côncavo, que concentre entre os raios uma pequena lâmina de platina, esta se aquecendo fortemente, verificamos que são emitidas radiações particulares [...],

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descobertas em 1895 pelo físico alemão Röntgen que lhes deu o nome de raios X'. (PÁDUA DIAS, 1933, p. 317-318, adaptado ). 1

Apenas o livro de Romano, o único que aborda o tema da relatividade, apresenta um exemplo da descrição dos experimentos realizados a partir dos eclipses de 1919 e 1922 que serviram para comprovação da teoria da relatividade geral:

'O raio de luz, emitido por estrela, curva-se [...], sofrendo um desvio equivalente a 1',74 de arco, conforme proposto por Einstein'.

'[...] no decurso do eclipse solar total de 29 de maio de 1919. O valor médio dos desvios observados foi de cerca de 1',79, o que coincide notavelmente com o valor previsto por Einstein'.

'[...] Medidas recentes efetuadas [...], tiradas no eclipse total do Sol de 20 de setembro de 1922, observado na Austrália, corroboram também, por completo, os algarismos previstos por Einstein, os valores do desvio calculados, tem valor médio de 1',74'. (ROMANO, 1928, p. 321, adaptado).

Elementos da categoria histórica também podem ser identificados na citação anterior, com a referência à data de descoberta dos raios X e também ao físico Röntgen, que contribuiu nesta área.

É também por meio da explicação do funcionamento do equipamento que são tratados os processos de aplicação dos raios X que resultam na produção das radiografias, sendo possível perceber elementos da categoria instrumentalista:

'Os raios X têm uma extraordinária força de penetração para um grande número de corpos opacos [...]. A imagem obtida pelos raios X se for recebida na chapa fotográfica denomina-se radiografia'. (ROMANO, 1928, p. 280-281, adaptado).

As imagens utilizadas pelos livros têm como função ilustrar os conteúdos da física moderna e não de serem compreendidas de maneira isolada. Neste sentido elas podem ser tidas como um instrumento que auxilia na compreensão do texto.

Com exceção do conteúdo de relatividade presente apenas no livro didático de Romano, os três livros contêm os mesmo temas da física moderna sugeridos no programa de ensino do colégio Pedro II (tabela 01).

A obra de Romano apresenta uma configuração diferente dos livros de Ganot e Pádua Dias. Os conteúdos de física moderna deste livro apresentam uma estrutura composta de capítulos e subtítulos, semelhante à forma atual dos livros didáticos (nesta obra o tema da física moderna está presente em 4 capítulos: introdução, raios X, radioatividade e relatividade). Já no caso dos livros didáticos de Ganot e Pádua Dias, embora possuam uma estrutura de capítulos, os conteúdos são apresentados com uma estrutura em que cada tema contemplado no livro é relacionado a um número, de forma semelhante a um dicionário.

A categoria histórica, por exemplo, é percebida especialmente ao abordar os temas dos raios X e da radioatividade:

'[...] Em 1885, W. Röntgen descobriu que as partículas de uma ampola de Crookes atingidas pelos raios catódicos, emitem raios capazes de serem captados por certos corpos fosforescentes'. (GANOT, 1928, p. 1057, tradução nossa).

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'A mecânica einsteiniana não estabelece oposição alguma à antiga mecânica de Galileu e Newton [...], constitui-se assim, um desenvolvimento, ou antes, um aperfeiçoamento da mecânica clássica'. (ROMANO, 1928, p.317-318, adaptado).

No texto acima, destacado do livro de Romano, encontramos outra característica da categoria histórica. Ao apresentar a teoria da relatividade o autor apresenta elementos do processo de construção da ciência, ao expor a ocorrência da mudança das ideias da mecânica devido aos novos estudos desenvolvidos por Einstein.

Em nenhum dos três livros foram encontrados exercícios propostos ou exemplos dos mesmos. A forma de apresentação dos conteúdos é predominantemente descritiva, como exemplificado a seguir:

'A lei de decrescimento da atividade [...]: A atividade do elemento diminui com o tempo de maneira sucessiva. Por exemplo, se atividade diminui em cerca de quatro dias, após 4, 8, 12, 16,... dias será reduzida para ½, ¼, 1/8, 1/16,.... Um mês depois a atividade deste elemento será praticamente nula'. (GANOT, 1928, p. 1071, tradução nossa).

'Já vimos que 1 g. de radio desprende 118 calorias em 1 hora. Tem-se calculado que a desintegração dessa massa de rádio desprenderia uma energia 300000 vezes maior do que a produzida pela combusta de uma grama de hulha'. (PÁDUA DIAS, 1933, p. 321).

Os exemplos apresentados anteriormente refletem a ênfase que caracteriza a categoria quantitativa. Diferente da abordagem quantitativa que hoje é evidente na maioria dos livros didáticos de física (com o predomínio do uso de equações matemáticas para resoluções de exercícios), o tratamento dos conteúdos de física moderna nos livros didáticos estudados consiste essencialmente em trabalhar com relações matemáticas. Esta categoria não é predominante nas obras para o tema analisado.

Os exemplos que ilustram a categoria instrumentalista estão presentes nos três livros didáticos, especialmente no tema da aplicação dos raios X:

'Compreende-se que o conjunto das singulares propriedades dos raios X os torne de um extraordinário valor, especialmente para as ciências médicas e cirúrgicas'. (ROMANO, 1928, p. 281, adaptado).

'A radiografia está em uso constante, para reconhecer os defeitos do esqueleto, fraturas ósseas e examinar e obter a posição dos projéteis nos tecidos [...]'. (GANOT, 1928, p. 1061, tradução nossa).

'A radioscopia e a radiografia constituem um método de exploração do corpo humano, da maior utilidade para a medicina e a cirurgia'. (PÁDUA DIAS, 1933, p. 319-320).

Aspectos de natureza instrumental e com potencial tecnológico são destaques nos três livros didáticos e refletem uma maneira de abordagem que relaciona a apresentação do conhecimento (raios X, por exemplo) por meio de um produto por ele gerado (radiografia, por exemplo, que foi muito utilizada na área médica no período que estes livros foram publicados).

## Algumas Considerações

Nesta pesquisa foram analisados três livros didáticos de física recomendados no programa curricular do Colégio Pedro II no tema da física moderna.

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Por meio de uma leitura atenta e exaustiva dos conteúdos de física moderna presentes nos livros e a partir da análise textual discursiva qualitativa (MORAES, 2003) foram criadas categorias que refletem a maneira como a física moderna é abordada nestes materiais, que foram: histórica, quantitativa, experimental e instrumentalista. Analisando os livros didáticos em dois aspectos, as imagens e os textos presentes, verifica-se que os exemplos que ilustram as categorias não são excludentes, conforme os que foram apresentados.

A categoria histórica é ilustrada com a menção de datas associadas à descoberta de um fenômeno ou a utilização de biografias dos cientistas. Nos livros de Ganot e Pádua Dias a forma de ilustrar essa categoria prioriza uma história atrelada a fatos, de maneira descritiva. Já no livro de Romano, para o tema da relatividade, foram encontrados exemplos que ilustram o processo de construção do conhecimento, com o destaque da nova concepção da mecânica que surge com os trabalhos de Einstein sobre a relatividade.

- O uso de relações matemáticas como frações e porcentagens (para apresentar a lei de decaimento radioativo) apresenta uma maneira distinta da abordagem quantitativa atual usada no ensino de física, tais como a aplicação de equações e fórmulas na resolução de exercícios. A ausência de exercícios ou do uso de fórmulas e expressões matemáticas apresenta uma característica comum dos livros didáticos de física deste período (final do século XIX e início do XX) como apontou Nicioli Junior (2007) para o tema da cinemática.

A categoria experimental nos livros de Ganot e Pádua Dias é caracterizada pela descrição de equipamentos. Já no livro de Romano há um relato do experimento realizado para a comprovação da teoria da relatividade (observação dos eclipses de 1919 e 1922). Por último, os exemplos da categoria instrumentalista estão presentes nos três livros analisados, especialmente na relação com a medicina, com a utilização das radiografias e dos estudos das radiações.

Dentre as categorias, as que mais se destacam nos livros são a experimental e a instrumentalista, que parece indicar uma tendência forte na época em inserir temas mais contemporâneos da ciência e com conteúdos direcionados à aplicação tecnológica.

Uma pesquisa desta natureza pode auxiliar na compreensão da história da disciplina de física no ensino médio, particularmente, na evolução desta disciplina. Nesta perspectiva o livro didático é um documento histórico que pode proporcionar, como no caso da presente pesquisa, o estudo do distanciamento do conhecimento científico (a física moderna) das salas de aula. Como continuidade desta pesquisa pretende-se analisar livros didáticos de décadas posteriores, na tentativa de identificar possíveis mudanças tanto dos conteúdos quanto na forma de apresentação da física moderna ao longo do tempo.

## Referências Bibliográficas

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