Análise comparativa sobre o tratamento dado ao tema Óptica em um livro didático brasileiro e um livro didático inglês.

## Análise comparativa sobre o tratamento dado ao tema Óptica em um livro didático brasileiro e um livro didático inglês.

## André LV Borges 1 , M R Kawamura 2

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Instituto de Física USP, andre.luiz.borges@usp.br 2 Instituto de Física USP, mrkawamura@if.usp.br

## Resumo

Este estudo teve como objetivo a comparação entre a abordagem do tema Óptica em dois livros didáticos, um brasileiro, aprovado pelo Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) e usado para o ensino médio em escolas públicas no Brasil, e outro, inglês, escrito para uso por alunos do ensino secundário, na Inglaterra e em países e escolas que adotam o currículo educacional inglês como base, que se preparam para o International General Certification of Secondary Education (IGCSE), aprovado pela Cambridge Examinations. Para isso, buscamos explicitar as diferenças e semelhanças em termos de organização dos tópicos, linguagem visual, abordagem teórica, sequenciamento, instrumentos didáticos e tipos de exercícios apresentados. Como resultado, vamos evidenciar que o livro didático inglês escolhe e enfatiza alguns tópicos de acordo com a contextualização definida pelo Syllabus do IGCSE, evitando na medida do possível a matematização e priorizando o tratamento qualitativo dos conceitos, ao passo que o livro brasileiro traz um tratamento mais abrangente, tentando contextualizar a maioria dos tópicos do tema, ao mesmo tempo em que dá importância à matematização.

Palavras-chave : óptica, livro didático, ensino física, currículo

## Introdução

Em tempos de globalização, tornam-se cada vez mais frequentes, no campo educacional, situações que envolvem culturas nacionais diferentes. Esses aspectos estão presentes tanto em processos de avaliação internacionais (a exemplo do PISA), como no aumento de programas de intercâmbio entre jovens brasileiros e de outros países, ou, ainda, pela existência de escolas binacionais. Paralelamente, também merecem destaque estudos de educação comparada, sob diferentes prismas. Em ambas as perspectivas, a pergunta que se coloca é o quanto nosso ensino e, particularmente, nosso ensino de Física, pode ser considerado equivalente ao desenvolvido fora do Brasil, especialmente no ensino médio. Essa é uma questão muito ampla e de difícil encaminhamento. Entretanto, e apenas como uma primeira aproximação, é pertinente tomar como ponto de partida a comparação entre textos didáticos utilizados em países diferentes. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é estabelecer elementos comparativos iniciais entre livros didáticos de Física utilizados no Brasil e na Inglaterra. Essa abordagem requer, contudo, que se procure também situar as diretrizes e ênfases curriculares desses dois países, ou seja, o contexto em que esses materiais foram projetados e são utilizados.

A Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional do Brasil estabelece que o currículo do ensino médio destaque a compreensão do significado da ciência e que a educação profissional e tecnológica deverá integrar-se às dimensões da

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20 a 25 de janeiro de 2013

ciência. Isso se aplica a todos os grupos sociais e culturais nacionais, povos indígenas inclusive.

Por sua vez, as Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+) sugerem que o ensino médio deve estar voltado para a educação dos jovens, independentemente de sua escolarização futura. O ensino de Física, então, deve se focar em conteúdos propostos não em função da lógica da Física como ciência, mas em decorrência da proposta de educação e da própria lógica do ensino (KAWAMURA e HOSOUME, 2003). Assim, espera-se uma mudança nos livros didáticos, que devem comportar conhecimentos de Física que permitam compreender experiências e desenvolvimentos tecnológicos modernos, tais como as telecomunicações, internet, ou as contribuições dessa ciência para o diagnóstico médico ou ao entendimento de fenômenos ambientais, por exemplo.

Neste contexto, o governo nacional mantém um programa para avaliação de livros didáticos o Programa Nacional do Livro Didático - em que avalia o cumprimento de certas exigências quanto ao currículo e à legislação vigentes no país, qualificando os livros ou coleções de livros didáticos e certificando-os como adequados para uso nas redes públicas de ensino do país. Entre os critérios usados para executar tal avaliação, está a conformidade com os PCN, PCN+ e a LDB.

Também no caso inglês há a preocupação com a qualidade de ensino de seus jovens, e por isso foi desenvolvido um currículo mínimo básico, o National Curriculum , revisado em 2011, que estabelece os conhecimentos e habilidades mínimas que os jovens deveriam adquirir e desenvolver, dando, entretanto, liberdade para as instituições educacionais e professores determinarem como ensiná-los mais efetivamente desenvolvendo um currículo específico que atenda às necessidades de seus alunos (UK, Department of Education, 2011). Dentro das especificações desse currículo mínimo nacional, está o fato de que os jovens podem fazer opções ao terminarem o último ano de escolarização (Year 11 - Key Stage4), entre 15 e 16 anos, obtendo certificados que os habilitarão a ingressar no mercado de trabalho ou seguir seus estudos em educação técnica ou superior. Entre as diversas opções, a mais comumente escolhida é a obtenção do GCSE ( General Certificate of Secondary Education - Certificado geral de educação secundária). Para escolas fora do país que seguem o currículo inglês, e para escolas inglesas que têm uma clientela mais diversificada com alunos oriundos de outros países ou que pretendem viver fora, há uma versão Internacional, o IGCSE, com uma proposta curricular muito próxima do GCSE, cuja versão mais comum, fora da Inglaterra, é a mantida pela Universidade de Cambridge.

Com toda essa diversidade de opções, naturalmente há uma grande quantidade de livros didáticos disponíveis dentro do mercado britânico. No caso do IGCSE, um órgão da Universidade de Cambridge, a Cambridge International Examinations (CIE), dá um selo de aprovação para livros didáticos que seguem as metas e objetivos de seus Syllabus, certificando que esses livros são adequados para uso na preparação dos candidatos à certificação.

Considerando que, tanto no sistema educacional brasileiro como no inglês, há um reconhecimento oficial daqueles livros que correspondem às respectivas diretrizes educacionais, a seleção de exemplares referendados dessa forma garante uma abrangência maior para a análise. Ao mesmo tempo, elementos presentes nas intenções dessas diretrizes, em ambos os casos, podem ser indicativos de categorias de análise.

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## Estratégia

Neste trabalho, analisar-se-ão dois livros didáticos de Física. No caso brasileiro, foi selecionado o segundo volume de uma coleção usada como livro texto para o curso de Física no ensino médio em escolas brasileiras, das redes pública e particular, de autoria de Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga, aprovado pelo PNLD 2012, que será, para fins de simplicidade, chamado de BRA 1 (Máximo e Alvarenga, 2012). O segundo livro analisado é um volume único, escrito em inglês britânico, usado como guia para preparação de candidatos ao IGCSE da Universidade de Cambridge, de autoria de Stephen Pople, avalizado pela CIE. Esse livro é usado em São Paulo por pelo menos uma das escolas que seguem o currículo britânico, na preparação de seus alunos e será chamado de ING 1 (Pople, 2010). A definição dessa amostra é, de certa forma, arbitrária, mas corresponde a livros com destaque e de uso frequente em seus ambientes de origem.

Devido à quantidade de conteúdos abordados nesses livros, às particularidades dos sistemas de ensino/estruturas curriculares e às restrições em termos de tamanho deste trabalho, o enfoque será dado a apenas um tema específico dentre aqueles integrantes do conteúdo comum a ambos. Neste caso, optou-se pelo tema Óptica , por ser um tema que pode propiciar mais diretamente tanto uma abordagem fenomenológica como formal.

Cabe aqui lembrar que, dentro da diversidade cultural de ambos os países, historicamente seus sistemas baseiam-se no uso de diversos instrumentos didáticos, incluindo os chamados 'livros-texto' que têm, em ambas as realidades, uma função referencial, ou curricular, e, mais recentemente, documental (CHOPPIN, 2004). Como os conteúdos de Física são considerados paradigmáticos, não há uma função ideológica e cultural explícita nos livros didáticos, especialmente no Brasil, embora não seja difícil encontrar esse enfoque em livros-texto ingleses de até uma década atrás.

Para essa comparação, investiga-se a estrutura geral dos textos, aspectos gráficos editoriais, além da presença de elementos representativos de orientações curriculares, tais como contextualização, referências históricas, construção matemática formal, aspectos de experimentação e aplicações tecnológicas.

## Análise Comparativa

Tradicionalmente, o ensino de óptica no nível médio é relacionado ao ensino de ondulatória, devido ao conceito moderno de dualidade onda-partícula, inerente ao estudo sobre a luz, cujas propriedades e efeitos são estudados por aquela área da Física. O aprendizado de conceitos relacionados à óptica geométrica e física também têm recebido especial atenção devido a sua implicação com modernas tecnologias - tais como telefonia celular, o uso de fibra óptica nas comunicações e na saúde, diagnose por imagem - usadas no cotidiano e suas estreitas relações com a chamada Física Moderna - difração, interferência, efeito fotoelétrico - e o eletromagnetismo.

No Syllabus (2013) de Física para o IGCSE, Óptica e Ondas aparecem sob 1 o mesmo tópico - Propriedades de ondas, incluindo luz e som. Há um enfoque nas

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propriedades ondulatórias da luz, e o estudo dos fenômenos ópticos é usado para deixar explícitas essas propriedades.

Nos PCN+, usados como referência para os currículos no Brasil, também se busca reconhecer e trabalhar suas especificidades. Isso inclui, quanto ao som, reconhecer suas características físicas, relacionando-as a fontes, 'volume', timbre ou escalas musicais, os meios que aprimoram sua transmissão, amplificam ou reduzem sua intensidade e sua interação com a matéria, como a produção do 'eco'. Também inclui, quanto à luz, compreender a formação de imagens e o uso de lentes ou espelhos para obter diferentes efeitos, como ver ao longe, de perto, ampliar ou reduzir imagens . Nesse sentido, o traçado dos raios de luz deve ser entendido como uma forma para compreender a formação de imagens e não como algo real com significado próprio . 2

Inicialmente, ambos os livros apresentam um visual que privilegia a apresentação colorida. Sendo que o livro brasileiro apresenta uma profusão de 'destaques' - gravuras históricas e quadros explicativos- além de textos visando uma maior contextualização histórica e de aplicação dos conceitos tratados, além de gráficos e diagramas explicativos. No livro inglês, há pouca ou nenhuma referência histórica sobre como os conceitos foram descobertos ou desenvolvidos, dando-se preferência para os usos cotidianos dos fenômenos aprendidos. Nos quadros há explicações e definições relacionadas ao texto principal.

Numa primeira comparação, enfocamos os aspectos gerais de cada um dos livros:

Quadro 1: Comparação dos livros brasileiro e inglês quanto ao número de páginas, unidades e capítulos dedicados ao estudo de Óptica e Ondulatória

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Lista de objetivos de aprendizagem / lista de revisão em cada unidade?

Não

Sim. Lista de revisão ao final de cada unidade.

- O livro inglês tem cerca de um terço do número de páginas do seu equivalente brasileiro. Desconsiderando as questões estruturais que diferenciam os dois idiomas (respectivamente o inglês e o português), o texto britânico é mais sintético que seu equivalente brasileiro, sendo que cada seção daquele tem metade do tamanho deste. Nota-se que há uma distinta distribuição dos tópicos, o que ficará mais evidente ao se analisar a distribuição das seções, e a ordem em que os tópicos são apresentados nos livros, depois do que o seguinte quadro pôde ser construído:

## Quadro 2: Unidades, capítulos e seções sobre óptica e ondas nos livros didáticos

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Há diferença nos tópicos e na forma de abordar os temas. No caso brasileiro, começa-se estudando a luz, numa abordagem corpuscular (partícula) permeada pelo conceito de dualidade onda-partícula. Não há tratamento ondulatório claro até o último capítulo, em que se introduzem os principais componentes (período, frequência, velocidade, amplitude, comprimento, entre outros), com o estudo das propriedades do som, além de haver um tratamento explícito do movimento harmônico simples (MHS).

A abordagem do livro inglês é oposta à de seu congênere brasileiro. Toda a estrutura conceitual se baseia nos aspectos ondulatórios. Há inclusive uma inversão na ordem: o estudo se inicia com o estudo das ondas, introduzindo seus componentes, além da equação de onda. Enfatizam-se os exemplos mais cotidianos, incluindo som em autofalantes, eco, e música - esta com a discussão sobre as relações entre frequência e tom, amplitude e intensidade. O estudo da luz e de suas propriedades vem a seguir, com as aplicações mais comuns dos efeitos ondulatórios principais - reflexão, refração e difração - no cotidiano: espelhos planos, lentes esféricas - aqui no caso específico de lentes convexas usadas como lupas - e instrumentos ópticos. Há três subseções tratando da refração e seus efeitos, em especial da reflexão interna total e seu uso nas fibras ópticas. Diferentemente do livro brasileiro, pouca ênfase há no aspecto corpuscular da luz, exceto por um breve parágrafo. O estudo da luz é usado para introduzir o estudo do espectro eletromagnético e das propriedades das ondas eletromagnéticas, com alusão a seu uso nas tecnologias modernas e sua importância em aspectos importantes da vida moderna, tais como diagnóstico médico por imagens e telecomunicações.

Finalmente, a análise dos dois livros quando à linguagem, o nível de 'matematização', a abordagem da história da ciência, contextualização dos conceitos estudados mostra aspectos interessantes das diferenças culturais entre os currículos dos dois sistemas de ensino, concordando com um estudo similar feito por Sousa (2010). Isso fica evidente também no que se refere aos exercícios e à sugestão de atividades práticas, como pode ser visto nos quadro comparativo seguinte.

Quadro 3: Estratégias de ensino utilizadas

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No caso do libro BRA 1, há um cuidado explícito com o uso de termos científicos e uma abordagem bastante tradicional dos conteúdos de óptica e ondulatória. Vê-se claro interesse no aprendizado teórico embora também fique clara a preocupação na contextualização e tenta-se 'humanizar' a Física por meio do uso de tópicos de História da Ciência. O texto não é feito especificamente para preparar os alunos para vestibulares ou o ENEM, mas o tipo de questões apresentados, e a lista de questões para vestibular no final do volume deixam claro a preocupação em preparar os alunos para esses tipos de avaliação. As experiências sugeridas tem um caráter basicamente qualitativo e visam à verificação de propriedades; não há uma preocupação explícita com a investigação, a tomada e tratamento de dados, apresentação de resultados e outras atividades inerentes à atividade científica em laboratório.

O livro ING 1 apresenta abordagem mais simplificada, 'direto ao que interessa', talvez por se tratar de material para uso em dois anos e para preparo de candidatos ao Exame IGCSE. Existe preocupação com a clareza dos conceitos, pouca ênfase na matemática, deixando-a apenas nos mínimos exigidos nas questões do Exame. Os exercícios de fixação são conceituais e os problemas e testes são questões de Exames anteriores - os past papers . Nas seções há pouco tratamento experimental dos tópicos estudados. Há, porém, uma seção inteiramente dedicada à Física experimental, abordando as habilidades medidas no Exame experimental paper 5 -: organização e segurança; observação, tomada e registro de dados; tratamento de dados e condução de uma investigação completa. Nessa seção, há a sugestão diversas investigações experimentais, sendo três delas referentes a ondas e óptica. Na seção de contextualização histórica, há uma subseção que trata do desenvolvimento da concepção onda-partícula da luz e suas implicações no modelo padrão de partículas e consequentemente na teoria quântica,

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no estudo da radioatividade entre outros. Trata-se, no entanto, de uma seção 'extension'.

## Considerações Finais

Em consonância com Choppin (2004), o contexto cultural parece ter influência marcante na metodologia educacional e na organização não só curricular como também nos enfoques dados nos livros didáticos. Resultados semelhantes foram também apontados por Sousa (2010), no que se refere ao contexto Brasil/Espanha. Ainda que a Óptica e de Ondulatória sejam parte integrante do arcabouço teórico da Física - considerada, de acordo com o senso comum, imune a influências culturais nacionais e políticas, como ciência natural que é - fica claro, neste rápido estudo, que essa concepção não corresponde totalmente à realidade. A Ciência é, ela própria, criação humana e, portanto, sujeita a influências sociais e políticas tal qual qualquer outro artificio humano, como nos diz Pietrocola (2003). Mais do que isso, o ensino da ciência responde a finalidades que são expressão de realidades culturais locais.

Cada livro analisado foi planejado para atender a contextos curriculares específicos e parece claro que, nos dois casos analisados, mesmo desconsiderando a questão do idioma, ainda assim os livros não seriam adequados para uso um no contexto do outro, visto que o enfoque e o tratamento dos conteúdos são diferentes em cada um. As diferenças entre os livros-texto também sugerem a ideia de comparar as diferenças e semelhanças entre os sistemas educacionais e os componentes curriculares dos dois países para um maior entendimento das possíveis diferenças no ensino de Física e as influencias sofridas pelos contextos sociais nacionais.

## Referências bibliográficas

CHOPPIN, A. História dos livros e das edições didáticas: sobre o estado da arte . Educação e Pesquisa. São Paulo, vol. 30(3), p. 549-566. 2004.

KAWAMURA, Maria R. D. e HOSOUME, Yassuko. A contribuição da Física para um novo ensino médio in: A Física na Escola, v. 4, nº 2, 2003. SBF. Brasil.

LUZ, A.M.R.; ÁLVAREZ, B.A. Física: volume 2 . 2ª ed. São Paulo: Scipione, 2012.

PIETROCOLA, M. A história e a epistemologia no ensino de ciências: dos processos aos modelos de realidade na educação científica . In: ANDRADE, Ana Maria Ribeiro (org.). A ciência em perspectiva: estudos, ensaios, debates. São Paulo: MAST. 2003.

POPLE, S. Complete physics for Cambridge IGCSE: 2 nd Edition includes CD - Endorsed by University of Cambridge International Examinations. Oxford: Oxford University Press, 2010.

SOUSA, Paula F.F.; KAWAMURA, M.R. Livros didáticos como indicadores da possível diversidade cultural no currículo de Física. In: Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, 12, 2010, Águas de Lindóia.

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