AS DIFERENTES ABORDAGENS E CONCEPÇÕES DO TEMA ENERGIA EM PESQUISAS NO ENSINO DE FÍSICA NO CONTEXTO BRASILEIRO

## AS DIFERENTES ABORDAGENS E CONCEPÇÕES DO TEMA ENERGIA EM PESQUISAS NO ENSINO DE FÍSICA NO CONTEXTO BRASILEIRO

## João Paulo Fernandes 1 Guaracira Gouvêa 2

1 Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) / Núcleo de Tecnologia Educacional para a Saúde (NUTES)/ jpaulof2001@yahoo.com.br

2 Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO)/Faculdade de Educação/ guaracirag@uol.com.br

## Resumo

O presente trabalho analisou como o tema energia está sendo abordado e desenvolvido na comunidade científica de Ensino de Física (EF), em um determinado período (2000 à 2011). Nosso objetivo foi mapear quantitativamente e qualitativamente parte da produção científica. Ao longo deste trabalho descrevemos as diferentes conceituações e linhas temáticas, com o foco principal em explicitar como o tema energia está materializado em pesquisas relacionadas com o EF. É importante destacar que o tema energia está fortemente presente em nossa vida cotidiana, é frequentemente citado nos artigos analisados e em conteúdos científicos, ganhando por isso, grande relevância no ensino das ciências naturais e suas tecnologias, sendo este um tema estruturante no EF. Com o levantamento foi possível concluir que a abordagem do tema energia no EF está relacionada com discussões de transformação energética, em seus diferentes processos e em consonância com temas de alta relevância social e ambiental, tais como, o aquecimento global, desapropriação de áreas para a construção de usinas para a produção de energia elétrica e degradação ambiental. Segundo Koliopoulos, Boilevin e Ravanis (2005), historicamente, o conceito de energia é abordado no EF através de três modelos: Tradicional, Inovador e o Construtivista. Podemos observar linhas temáticas bem consolidadas no ensino e aprendizagem do conceito da energia nos artigos analisados, a que ganhou grande destaque foi a abordagem na perspectiva Ciência-TecnologiaSociedade (CTS). Foi possível observar também que o tema energia é conceituado numa perspectiva tradicional e que aspectos relacionados ao conteúdo científico são priorizados em diferentes abordagens.

Palavras-chave : Energia, Revisão de Literatura, Ensino de Física.

## Introdução

O presente trabalho analisou como o tema energia está sendo abordado e pesquisado na comunidade científica do Ensino de Física (EF) através de um levantamento bibliográfico. É importante destacar que o tema energia está fortemente presente em nossa vida cotidiana e também é frequentemente citado em conteúdos científicos, ganhando por isso grande relevância no ensino das ciências naturais e suas tecnologias, sendo este um tema estruturante no EF.

Esse trabalho foi desenvolvido no contexto de um projeto de pesquisa financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Este projeto se intitula 'Ensino de Ciências: desempenho de estudantes, práticas educativas e materiais de ensino' . Três universidades estão envolvidas e

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são elas: Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO) e Universidade do Estado de São Paulo (USP).

Este levantamento bibliográfico está fundamentado teoricamente na pesquisa denominada 'Estado da Arte' (FERREIRA, 2002). Nosso objetivo foi mapear quantitativamente e qualitativamente parte da produção científica relacionada ao EF que tinham como centralidade o tema energia.

Inicialmente identificamos os artigos relacionados com esta temática e posteriormente os mesmos foram analisados. Com este quantitativo realizamos uma descrição que permitisse visualizar alguns padrões característicos desta pesquisa, tais como, a frequência de publicação ao longo do período analisado, principais conceituações do tema energia e principais tendências pedagógicas de abordagens na educação básica.

## Metodologia.

## Fundamentação Teórica e Desenho da Pesquisa

Ferreira (2002) afirma que a grande motivação dos pesquisadores em trabalhos denominados 'Estado da Arte' é a sensação de não conhecimento acerca da totalidade dos estudos em determinada área de conhecimento, que apresenta crescimento tanto quantitativo quanto qualitativo e principalmente reflexões desenvolvidas em nível de pós-graduação e pouco divulgadas. Elas trazem em comum o desafio de mapear e discutir certa produção acadêmica em diferentes campos do conhecimento, objetivando ressaltar que aspectos e dimensões vêm sendo introduzidos em diferentes épocas e lugares. Além disso, este tipo de levantamento bibliográfico busca descrever em que condições têm sido produzidas certas dissertações de mestrado, teses de doutorado, publicações em periódicos e comunicações em anais de congressos e de seminários.

- O levantamento foi baseado inicialmente na leitura dos resumos e, por esta razão, alguns pontos merecem considerações. Segundo Ferreira (2002) pode ser problemático analisar resumos de trabalhos sem considerar a complexidade e o fato de serem produções textuais heterogêneas. Cada periódico tem suas próprias regras de formatação de resumos, o que pode tornar os resumos mais ou menos sintéticos, com ausência de informações que são relevantes para o nosso levantamento. Além disso, os autores ao redigirem os resumos privilegiam algumas informações em relação a outras, sendo feita assim uma descrição parcial do texto. Consideramos somente a leitura dos títulos, resumos e palavras-chave como um limitante no processo de seleção de artigos a serem analisados e que pode ser justificado pelo numero de artigos pesquisados, tornando inviável a leitura de todos em sua íntegra.

Ferreira (2002) indica outro fator que pode ser problemático ao analisarmos um determinado corpus de pesquisa considerando inicialmente apenas seus resumos:

'Ao lidarmos com um conjunto de resumos de certa área do conhecimento, buscando identificar determinadas marcas de convencionalidade deste gênero discursivo, podemos constatar que os resumos cumprem a finalidade que lhes está prevista em catálogos produzidos na esfera acadêmica: informam ao leitor, de maneira rápida, sucinta e objetiva sobre o trabalho do qual se originam' (FERREIRA, 2002).

Considerando estes pontos destacados por Ferreira (2002), após a leitura dos resumos, realizamos a leitura completa dos artigos selecionados, para que assim fosse realizada a análise qualitativa, com o objetivo de responder os questionamentos inicialmente discutidos e relacionados com tema energia.

## Etapas e procedimentos

Nossa pesquisa foi iniciada pela seleção de periódicos, considerando uma lista de grande relevância e recomendada pela ABRAPEC. Todos eles possuem disponibilidade na rede mundial de computadores e são de acesso público. Abaixo podemos observá-los: Ciência e Educação (C&E); Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências (EPEC); Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF);Física na Escola (FNA);Ciência e Ensino (C&En);Revista Latino Americana de Educação em Astronomia (RLAEA); Investigações em Ensino de Ciências (IENCI); Caderno Brasileiro de Ensino de Física (CBEF);

- O período analisado foi delimitado entre os anos de 2000 e 2011. Selecionados os periódicos, iniciamos a seleção dos artigos que se filiavam ao tema. Esta seleção foi realizada a partir da leitura dos títulos, resumos e palavras-chave, buscando palavras como 'energia', 'energy' e 'energía', presente em todos os artigos publicados no período analisado.

Realizada a seleção, chegamos num total de 37 artigos. Este material foi organizado sob a forma de uma planilha, que continha em suas colunas os seguintes campos de preenchimento: autores, título do artigo, periódico, ano de publicação. A partir desta planilha foi gerada uma tabela com a distribuição quantitativa dos artigos pelos periódicos (tabela 1). Com os dados descritos na tabela 1 iniciamos as análises quantitativas.

Para a análise qualitativa realizamos um novo filtro. Com a leitura completa dos artigos selecionados inicialmente, podemos constatar que deste conjunto de 37, apenas 13 estavam relacionados com o EF. Os 24 restantes estavam vinculados diretamente com o ensino de biologia, química e ciências, por esse motivo foram desconsiderados, no presente trabalho. Foi a partir deste quantitativo final, descrito na tabela 2, que realizamos a análise qualitativa. Nosso objetivo futuro é ampliar nossa análise qualitativa com a inclusão de todos os 37 artigos.

## Resultados

## Os dados quantitativos

A tabela 1 apresenta a quantidade de artigos publicados nos periódicos ao longo do período selecionado, cujo tema energia possui sua relevância, pelo fato da palavra estar presente no título, no resumo, ou nas palavras-chave.

Podemos observar que a temática energia possui um maior número de publicações na Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF) e isto é justificado pelo fato deste ser um tema que é estruturante para várias discussões em sala de aula na perspectiva da disciplina escolar física.

O gráfico 1 traz uma visão ampliada da discussão do tema energia em termos percentuais nos periódicos analisados. É importante destacar que o tema analisado também estrutura conceitos de diferentes disciplinas como biologia, química e ciências, não sendo um tema somente abordado no contexto da disciplina de física.

Gráfico 1: percentual de publicações por revista do tema energia.

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O gráfico 2 é composto por uma linha do tempo das publicações. Podemos observar que não existe uma linearidade, mas que sempre há publicações, o que indica que este é um tema frequentemente pesquisado na comunidade científica. Apenas no ano de 2010 não foi encontrado nenhum artigo que tinha como tema principal a discussão do tema energia.

Gráfico 2: publicações anuais de 2000 à 2011

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O nosso próximo objetivo consistia em responder a seguinte questão: como a comunidade científica aborda e desenvolve o tema energia? Para responder esta questão, partimos para uma próxima etapa de nossa pesquisa, que foi selecionar dentro no nosso corpus de análise artigos que tinham o potencial para responder a essa questão, conforme descrito na metodologia. Estes artigos foram organizados na tabela 2.

## A análise qualitativa: as diferentes abordagens e concepções do tema energia

Segundo Assis e Texeira (2003), o tema energia possui grande relevância por ser considerado de caráter estruturador na construção de currículos. Os autores ainda enfatizam que, atualmente, existe uma tendência que acompanha as diferentes abordagens do tema energia, a perspectiva Ciência-TecnologiaSociedade (CTS):

'A importância do conceito de energia tem sido apontada por vários autores (Solbes &amp; Tarin, 1998; Sevilla, 1986; Perez-Landazabal, 1995) como um elemento de ligação entre diferentes partes da física, destacando a importância desse conceito, tanto do ponto de vista cientifico, quanto tecnológico. Angotti (1991) afirma que a energia é a ' grandeza que pode e deve, mais do que qualquer outra, balizar as tendências de ensino que priorizam hoje as relações entre Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS)' ( ASSIS e TEXEIRA, 2003, p. 41).

Assis e Texeira (2003) destacam que há dificuldade no processo de ensino e aprendizagem do conceito de energia. Segundo os autores essa dificuldade está no fato deste conceito ser complexo e abrangente, adquirindo ao longo de sua abordagem uma série de interpretações.

Podemos também incluir as diferentes formas de energia descritas na mecânica e que segundo Custódio e Pietrocola (2004) referem-se à energia cinética de um corpo, posteriormente, as energias potencial gravitacional e elástica,

normalmente nesta ordem e acompanhadas do princípio de conservação de energia (PCE) :

'Numa progressão típica, encontramos logo após as definições de energia as primeiras noções de conservação, restritas inicialmente à energia mecânica. Um texto (MÁXIMO &amp; ALVARENGA, 2000) afirma que se atuarem apenas forças conservativas sobre um corpo em movimento as soma das energias cinética e potencial será constante em qualquer ponto da trajetória. Outro (BONJORNO et al., 1992) segue a mesma linha ao dizer que em um sistema conservativo a energia mecânica total permanece constante qualquer que seja a transformação ocorrida no sistema. Existe, portanto, uma tendência em partir de definições do tipo: 'some as formas de energia que haverá conservação'. Nesse caminho, o PCE aparece como decorrência puramente empírica. Parte-se do particular ao geral, num percurso indutivo, característico da tradição empirista'. (CUSTÓDIO e PIETROCOLA, 2004).

Bernardo, Vianna e Fontoura (2007) desenvolvem a discussão da produção da energia elétrica em sala de aula e propõe a abordagem do tema sempre relacionando questões CTS, destacando aspectos sobre o aquecimento global que são oriundos dos processos de produção de energia, tais como, a desapropriação de áreas para a construção de usinas e degradação ambiental, buscando um ensino pautado na alfabetização científica e tecnológica (ACT).

Koliopoulos, Boilevin e Ravanis (2005) indicam que, historicamente, o conceito de energia é abordado no EF, em termos curriculares, através de três modelos: tradicional, inovador e o construtivista.

Uma característica fundamental do currículo tradicional é a abordagem do conceito através de várias unidades temáticas. Essas diferentes unidades temáticas seriam, por exemplo, a abordagem do tema trabalho de uma força, máquinas simples, o conceito de temperatura, a teoria cinética dos gases, máquinas térmicas e propagação da luz. (KOLIOPOULOS, BOILEVIN e RAVANIS, 2005).

- O currículo inovador baseia-se em uma reestruturação. Essa abordagem visa reconhecer, principalmente, a importância do princípio fundamental da conservação da energia nas ciências físicas, levando em consideração o seu caráter unificador em paralelo com o conceito fenomenológico de energia (KOLIOPOULOS, BOILEVIN e RAVANIS, 2005).
- O currículo construtivista segundo Koliopoulos, Boilevin e Ravanis (2005) possui o objetivo de formar propostas completas para o ensino de energia e não abordagens restritas. As intenções comuns do currículo construtivismo são: a) a necessidade de integração orgânica das concepções dos alunos de conceitos físicos em a formulação de objetivos de aprendizagem e intenções e, b) formulação de objetivos de aprendizagem a fim de deixar refletido o processo de desenvolvimento conceitual, que não é o caso nos objetivos claramente expressos do currículo tradicional e inovador (KOLIOPOULOS, BOILEVIN e RAVANIS, 2005).

Lemos (2001) define energia a partir da teoria da relatividade proposta por Einstein em 1905, fazendo parte não mais da física clássica e sim da física moderna. A energia relativística é definida pelo produto da massa pela velocidade da luz ao quadrado (E = mc ). Conceitos como os de momento linear e conservação de 2 energia também são utilizados para explicar alguns fenômenos da física moderna.

Segundo Benjamim e Texeira (2001) são conceitos fundamentais para o entendimento do processo de conservação de energia e que foram detectadas como

as principais dificuldades relacionadas a aprendizagem do conceito da energia: a energia associada ao movimento (energia cinética); a energia como causa de um processo; a energia pode ser gasta ou armazenada, a não distinção entre formas ou fontes de energia; a não compreensão da transformação, conservação e degradação da energia.

Benjamim e Texeira (2001) através de uma proposta pedagógica enfatizam que o conceito da energia deve ser articulado com as questões envolvidas em seu processo de produção, transformação e degradação, onde questões ambientais possuem grande relevância nesse processo:

'Discutir a questão energética do ponto de vista ambiental, oferecendo ao leitor, de maneira acessível, uma oportunidade de conhecer os fatos principais concernentes a necessidade, a utilidade e as diversas maneiras de produzir energia, bem como, por outro lado, as consequências ambientais de sua produção e uso. Baseada nesses dois aspectos de certa forma antagônicos, propõe-se uma conduta ou uma política de geração e uso da energia calcada essencialmente em necessidades reais e possibilidades especificas, de acordo com as peculiaridades brasileiras' (BRANCO, 1990 apud BENJAMIN e TEXEIRA, 2001).

Silva e Carvalho (2002) discutem o tema energia elétrica numa perspectiva CTS. Os autores enfatizam a problematização do tema, pois os benefícios da produção da energia elétrica são facilmente reconhecidos pela população, enquanto os diferentes impactos ambientais advindos desta produção são dificilmente percebidos pelos diferentes grupos sociais.

A abordagem do conceito energia também ganha ênfase numa perspectiva CTS em Martins, Guarnieri e Pereira (2007), Doménech et al (2003), Bañas, Mellado e Ruiz (2004) e Dias, Balestieri e Mattos (2006), onde as discussões de questões sociais e ambientais sempre estão associadas a este conceito.

## Considerações Finais

Temas relacionados à questão da conservação da energia são destacados nos artigos analisados. Isto é justificado pelo fato de convivermos diariamente com os processos de transformação de energia, ao consumirmos um alimento, ao andarmos, em um veiculo automotor, na energia elétrica de nossas casas. O processo de conservação e transformação está intrinsecamente presente em nosso cotidiano.

Podemos observar linhas temáticas consolidadas no ensino e aprendizagem do conceito da energia nos artigos analisados, a que ganhou grande destaque foi o tratamento desse conceito na perspectiva Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS) (BERNARDO, VIANNA e FONTOURA, 2007; SILVA e CARVALHO, 2002; DIAS, BALESTIERI e MATTOS, 2006; DOMÉNECH, 2003) e que segundo as características descritas por Koliopoulos, Boilevin e Ravanis (2005) podemos classificar como uma proposta inovadora.

A abordagem do conceito energia na perspectiva CTS ganha relevância no sentido de fornecer ao aluno uma visão critica principalmente nos processos de produção de energia, destacando aspectos sobre a questão do desmatamento, aquecimento global, poluição de rios e ar.

Podemos observar que o tema energia também é desenvolvido numa perspectiva tradicional (LEMOS,2001; STUDARTS, 2000; ZAMORANO, 2011) e

que aspectos relacionados ao conteúdo científico são priorizados na sua conceituação e suas diferentes abordagens.

## Referências

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