BREVE DIAGNÓSTICO DAS QUESTÕES DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA DE ALGUNS VESTIBULARES

## BREVE DIAGNÓSTICO DAS QUESTÕES DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA DE ALGUNS VESTIBULARES

## BARBOSA, Ailton Vicente 1 ; ALVES, Edvaldo de Oliveira ; ANDRADE, Rodrigo 2 Ronelli Duarte de 3

- 1 E.E.E.F.M. Mons. José Borges de Carvalho, Alagoa Grande, PB, avb\_vicente@hotmail.com
- 2 Universidade Estadual da Paraíba/Departamento de Física, caboclo@gmail.com
- 3 Universidade Federal da Paraíba/Departamento de Ciências Básicas e Sociais, rodrigo\_ronelli@yahoo.com.br

## Resumo

Os exames seletivos para o nível superior (vestibulares) tem acompanhado o desenvolvimento do Ensino de Física, no tocante à implementação de conteúdos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no ensino médio. Em função disso, muitos livros e manuais didáticos atualmente já trazem esses conteúdos como integrantes da física de nível médio. Vendo a necessidade de uma análise de ponto de vista mais amplo dos livros-textos do ensino médio que possui seções de exercícios sobre FMC já utilizada em alguns vestibulares do país, surgiu o interesse para uma análise crítica com relação aos níveis abordados nessas questões, sabendo que os estudantes devem trazer consigo conhecimentos de FMC como instrumentos necessários para compreender a sociedade atual. Este trabalho tem como objetivo principal traçar um perfil dessas questões a partir da análise de algumas questões de FMC presentes em alguns vestibulares, e tentar diagnosticar se elas podem ajudar na construção do saber destes alunos. Inicialmente fezse uma leitura dos documentos que tratam da educação nacional, em particular naqueles pontos que tratam do ensino de Física no Ensino Médio, buscando destaque nos temas que versam sobre FMC na Educação Básica e sua importância como tema para ser trabalhado na escola de Nível Médio. Adotando-se como pressuposto teórico o conhecimento de Física Moderna e Contemporânea como um dos instrumentos necessários para compreender a sociedade tecnológica e usando a prerrogativa de que as questões de avaliação de conteúdo são um instrumento de aprendizado e que o vestibular continua sendo um instrumento de balizamento do Ensino Médio, principalmente da última série, escolheu-se questões de vestibulares de algumas instituições de ensino superior e se fez a análise sobre suas contribuições no fortalecimento da transposição didática deste conhecimento para a vida cotidiana. Por fim, são apresentados os resultados e as discussões.

Palavras-chave : Física Moderna e Contemporânea, livro didático, questões de vestibulares.

## Introdução

A expressão "Física Moderna" é utilizada para representar áreas específicas da Física. Essas áreas possuem duas coisas em comum: primeiro, seu início, a grosso modo se deu, aproximadamente, a partir de 1900; segundo, as teorias físicas utilizadas para explicar os fenômenos a que essas áreas se dedicam são bem diferentes das teorias existentes antes de 1900. Já decorreu mais de um século do surgimento de Física Moderna e nas últimas décadas diversos professores e pesquisadores tem feito um enorme esforço para que este conhecimento se consolide como presente nos currículos do Ensino Médio.

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20 a 25 de janeiro de 2013

Encontram-se na literatura diversos textos e artigos que discutem a necessidade da introdução e efetiva utilização deste conhecimento neste nível de ensino. É consenso entre os especialistas em Ensino de Física, e hoje em dia se verifica em muitas escolas, que a Física Moderna e Contemporânea (FMC) já faz parte dos currículos das Escolas de Ensino Médio do Brasil.

No entanto, essa implementação não tem sido tão simples e uniforme nas escolas nacionais. Existem muitas dúvidas em relação à forma de abordagem e o nível de profundidade que deve ser utilizado. Alguns defendem a tese de que a FMC deve ser introduzida a partir de atividades experimentais e o estudante construiria esse saber a partir destas atividades. Outros acreditam que a abordagem teórica é fundamental e alguns entendem que esta introdução deve ser feita de forma mais informativa do que formativa. Um ponto que é comum à maioria destes especialistas, refere-se ao fato de que para se compreender a sociedade científico-tecnológica e seus meios de produção atuais é necessário ter algum conhecimento de FMC.

Nos documentos oficiais que tratam da educação brasileira, especialmente na Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB), nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) e nas Diretrizes Curriculares Nacionais do Ensino Médio (DCNEM), encontramos o reforço da necessidade da implementação do ensino da Física Moderna e Contemporânea no nível médio.

É de conhecimento público que as universidades brasileiras já introduziram, há algum tempo, este conhecimento em suas provas de vestibulares e algumas outras implantaram recentemente ou estão em fase de implantação. Como é também de conhecimento público que os referenciais curriculares das escolas de Ensino Médio estão fortemente atrelados aos conteúdos exigidos nos vestibulares das diversas IES brasileiras. Dessa forma, se observa que muitas escolas estão introduzindo FMC em seus currículos, sobretudo as mais tradicionais, que preparam estritamente para o vestibular.

Hoje em dia, praticamente todos os autores de livros didáticos já constroem suas obras com a presença deste conhecimento. Muitos professores realizam cursos extraordinários de introdução ou aprofundamento em FMC. No entanto, podemos dizer que a bibliografia especializada de Ensino Médio para esta área ainda é escassa e as obras disponíveis no mercado apresentam restrições quanto á qualidade do conteúdo, abrangência, abordagem, qualidade gráfica e, principalmente a forma de apresentação e construção deste conhecimento.

Entendemos que um elemento que poderia servir de balizamento e direcionar as ações para que este conhecimento pudesse ser introduzido de forma responsável e eficaz, não só para ser mais um conteúdo a ser cobrado no vestibular, mas que pudesse contribuir com a formação científica e tecnológica dos alunos, ocorreria através das questões de FMC presentes nos diversos vestibulares. Questões que busquem no aluno saberes que manifestam atitudes e competências necessárias a um jovem do Ensino Médio. Questões que permitam aos alunos tomadas de decisões, que reduzam a exclusão social e que minimizem o analfabetismo científico.

Neste ponto, cabem os seguintes questionamentos: as questões presentes nas provas de vestibulares das Instituições de Ensino Superior (IES) realmente contribuem para um ensino de FMC contextualizado e significativo no Ensino Médio?

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Este trabalho tem como objetivo principal traçar um perfil, a partir da análise de algumas questões de FMC presentes em alguns vestibulares, dessas questões e tentar diagnosticar se elas podem ajudar na construção do saber destes alunos.

Vendo a necessidade de uma análise de ponto de vista mais amplo dos livros-textos do ensino médio que possui seções de exercícios com FMC já utilizada em concursos de alguns vestibulares do país, surgiu o interesse para uma análise crítica com relação aos níveis abordados nessas questões, sabendo que os estudantes devem trazer, consigo, conhecimentos de FMC como instrumentos necessários para compreender a sociedade atual.

## Referenciais Teóricos

Encontramos, no Art. 35 , IV, da Lei de Diretrizes e Bases da Educação o LDBEN (Lei nº 9.394, de 20 de dezembro de 1996) Que o ensino médio como etapa final da Educação Básica, permitirá ao aluno: ' a compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos dos processos produtivos, relacionando a teoria com a prática, no ensino de cada disciplina' .

Notadamente, observa-se que para atender as diretrizes nacionais da Educação Básica, em particular do Ensino Médio, novos conhecimentos deverão compor a estrutura curricular presentes nos Projetos Político-Pedagógicos deste nível de ensino. É necessário que o conhecimento de Física Moderna seja inserido no Ensino Médio para que os alunos possam dominar os princípios científicos e tecnológicos que presidem a produção moderna. Assim, concordamos com a opinião de Cavalcante, et. al. (2000) que diz:

Indiscutivelmente, é necessária a inserção de Física Moderna e Contemporânea no ensino médio, mesmo diante da fragilidade dos conhecimentos de Física Clássica pelos alunos: 'não devemos aceitar a ideia restritiva de pré-requisitos, que tende a julgar jovens adolescentes, incapazes de perceber a complicada lógica quântica, antes de dominarem todo o instrumental clássico'.

Um fator que muito fortemente influencia o ensino de física é o grande desenvolvimento desta ciência nas últimas décadas. Vivemos hoje num mundo altamente tecnológico e cada um de nós convive direta ou indiretamente com produtos dessa tecnologia. Fibra ótica, códigos de barra, micro-computadores, tomografia computadorizada, dentre tantos resultados proporcionados pelos avanços que a Física conseguiu nos últimos tempos. Entretanto, o nosso ensino de Física ainda está em Galileu, Newton, Ohm e muito fracamente chegou ao século XX.

Muitos esforços têm sido feitos, quer em nível internacional, com o planejamento pela International Commission on Physics Education de uma série de conferências internacionais com esta finalidade, quer em nível nacional, com a elaboração de teses e aparecimento de grupos de pesquisa que têm como objetivo trazer a física contemporânea e também as explicações de uma tecnologia mais atual para o ensino.

Avaliando a atual situação do ensino de Física no Brasil, particularmente sobre a forma que este ensino tem se realizado e, de forma geral, sobre o conteúdo que é trabalhado nas nossas escolas de Ensino Médio, alguns pesquisadores da

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área de ensino de Física, nos últimos anos, tem se ocupado na tarefa de discutir sobre a inserção de Física Moderna e Contemporânea nos currículos destas escolas e particularmente o quê e como se inserir.

Segundo Terrazzan (1992, 1994), apud Ostermann e Moreira (2000), a tendência de atualizar-se o currículo de Física justifica-se pela influência crescente dos conteúdos contemporâneos para o entendimento do mundo criado pelo homem atual, bem como a necessidade de formar um cidadão consciente e participativo que atue nesse mesmo mundo.

Temos que melhorar o nível de nossas escolas do ensino médio, para que os nossos estudantes não fiquem apenas no passado. Segundo Stannard (1990), apud Ostermann e Moreira (2000), ao analisar os currículos secundários de Física, critica-os por darem a impressão de terem sido escritos há cem anos (como se nada tivesse ocorrido na Física deste século).

Para melhorar o entendimento dos alunos em nível de ensino médio e prepará-los para o dia-a-dia, é bom rever as propostas pedagógicas das escolas. É pertinente a introdução de FMC no ensino médio, visto que esta faz parte do cotidiano da sociedade contemporânea. Ao ter noções de tópicos de FMC, o aluno dará sentido à Física, fazendo relações com o mundo que o cerca. A introdução da FMC nos currículos das escolas pode proporcionar a superação de certas barreiras epistemológicas fundamentais para o conhecimento do indivíduo sobre a natureza. Isso fará o indivíduo ter uma capacidade cognitiva maior.

Para despertar a curiosidade de alguns alunos, precisamos inovar, de alguma forma, durante o ensino médio. Segundo Swinbank (1989), apud Ostermann e Moreira (2000), temas como Física de partículas e cosmologia despertam interesses nos jovens e ele pergunta qual professor que nunca foi solicitado a 'explicar' quarks e a expansão do universo.

Temas com FMC no ensino médio tem sido discutido no mundo inteiro por muitos estudiosos nesse rumo. O sucesso alcançado pela Mecânica Quântica, que é medido tanto pela variedade de fenômenos que descreve e prediz, como pelos seus impressionantes efeitos sobre a tecnologia moderna, torna recomendável seu estudo em diversas áreas e, ademais, que isto ocorra cada vez mais cedo.

Segundo Pereira (1997), apud Ostermann e Moreira (2000), o mundo contemporâneo é altamente tecnológico e compreendê-lo é função da escola, principalmente os programas de Ciências Naturais e Sociais e de Física, Química e Biologia, incluir no seu currículo os assuntos relevantes para a formação de um cidadão esclarecido sobre o que o cerca. Uma pessoa que é capaz de tomar suas decisões tem maiores condições de desempenhar sua função social e econômica de forma condizente com a época em que vive.

Em pesquisa realizada pelo Museu de Astronomia e Ciências Afins do CNPq, em 1988, sobre a imagem da ciência e da tecnologia junto à população urbana brasileira (27 perguntas do tipo aberto respondidas por 2.892 de todas as regiões urbanas brasileiras), verificou-se, por exemplo, que 25% acreditavam que uma usina nuclear só serve para fabricar bomba atômica e 21% não acreditavam ainda que o homem já conseguiu chegar à lua (idem). Esses resultados, para Pereira (1997), ilustram a desinformação da população brasileira e reforçam a necessidade da inserção de tópicos relacionados à física contemporânea nos currículos escolares.

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De acordo com esses autores, é mais que urgente ligar a escola ao mundo do cotidiano. Valadares e Moreira (1998), também concordam que é imprescindível que o estudante do ensino médio conheça os fundamentos da tecnologia atual, já que ela atua diretamente em sua vida e pode definir seu futuro profissional. É importante a introdução de conceitos básicos de FMC e, em especial, fazer a ponte entre a física da sala de aula e a física do cotidiano.

A ideia de introduzir alguns aspectos de FMC é que os estudantes possam adquirir familiaridade com os limites da mecânica clássica, segundo Robbuti e Violino (1997), apud Ileana e Moreira. Uma avaliação parcial da proposta, em um curso de ensino médio em Torino, Itália, mostrou que os estudantes não apresentam dificuldades para entender o movimento no espaço de fase e em aceitar, em nível qualitativo, a ideia de granularidade.

Segundo Carvalho et al . (1999), apud Ostermann e Moreira (2000), apresenta o papel da Mecânica Quântica na cultura científica, tecnológica e filosófica do século XX, como justificativa para sua introdução no ensino médio. Assim, podese constatar que há muitas justificativas na literatura que nos permitem lançar uma hipótese: há uma tendência, nacional e internacional, de atualização dos currículos de Física e muitas justificativas para tal.

## Metodologia utilizada

Inicialmente fez-se uma revisão bibliográfica dos aspectos fundamentais de Física Moderna, em particular, da Teoria da Relatividade Especial e de Física Quântica. Estabeleceu-se como critério fazer uma abordagem envolvendo a construção inicial destas teorias, levando-se em consideração o ferramental matemático e mantendo-se apenas os assuntos mais amplamente difundidos nesta área do conhecimento quando trabalhados no ensino médio.

A etapa seguinte constituiu-se na leitura dos documentos que tratam da educação nacional, em particular naqueles pontos que tratam do Ensino de Física no nível médio, buscando destaque nos temas que, explícito ou implicitamente, versam sobre FMC na Educação Básica e sua importância como tema para ser trabalhado na escola.

Por fim, adotando-se como pressuposto teórico que o conhecimento de Física Moderna e Contemporânea é um dos instrumentos necessários para compreender a sociedade tecnológica, suas relações de produção, suas atividades comerciais, as necessidades de tomadas de decisão consciente sobre processos que envolvam a vida e o meio ambiente e, ainda, usando a prerrogativa de que as questões de avaliação de conteúdo são um instrumento de aprendizado e que o vestibular continua sendo um instrumento de balizamento do Ensino Médio, principalmente da última série, escolheu-se questões de vestibulares de algumas Instituições de Ensino Superior (IES) e fez-se uma análise sobre suas contribuições no fortalecimento da transposição didática deste conhecimento para a vida cotidiana. Na análise feita, levou-se em consideração, três pontos básicos, são eles:

- · Clareza no enunciado das questões,
- · Relevância do assunto neste nível de escolaridade,

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- · Relação com o cotidiano do aluno.

## Análise das questões de Física Moderna e Contemporânea

Para realizar a analise detalhada das questões selecionadas, levou-se em consideração, que cada questão de uma prova exige certas habilidades de domínio cognitivo, que são necessárias para respondê-la corretamente. De forma geral essas habilidades são consideradas como categorias que relacionamos a seguir, e adotamos como pressuposto para cada uma delas as unidades de significado apresentadas.

- (a) Conhecimento : Recordação de termos, fatos, convenções, categorias, métodos e conceitos anteriormente aprendidos.
- (b) Compreensão : Percepção, transformação, interpretação, explicação e extrapolação de ideias, significados, conceitos e relações.
- (c) Aplicação : Uso de informações, ideias, conceitos, relações para resolver questões e problemas concretos.
- (d) Análise : Identificação e compreensão das partes, relações, ideias e princípios envolvidos na situação.
- (e) Síntese : Agregação dos elementos envolvidos na situação para estabelecer uma conclusão ou produzir uma comunicação, um plano ou um resumo.
- (f) Avaliação : Julgamento e atribuição de um valor a uma informação, texto, fato, ideia, método, trabalho, pesquisa, resultado ou conclusão.

Ressalta-se que a análise que se segue expressa um panorama preliminar que tem a intenção de apresentar um mapeamento, mais geral possível, de como estão distribuídas as questões de FMC, qual o estilo mais utilizado pelos elaboradores e qual o entendimento destas pessoas sobre qual a importância do conteúdo de Física Moderna e Contemporânea que deve ser ensinado no Ensino Médio. Desta forma, a análise que se segue apenas indica um diagnóstico.

Quadro 4.1 . Percentual de questões que exigem cálculos e das questões conceituais (19 questões)

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Quadro 4.2 . Percentual de questões segundo o tipo de conhecimento exigido (30 questões)

Para esta análise levou-se em consideração o aspecto mais relevante na elaboração da questão. Isto ocorreu porque as questões, na sua maioria, apresentam mais de um critério dentre aqueles por nós estabelecidos. Entretanto, nota-se que um deles é o mais fortemente exigido na questão e, é justamente este que buscamos.

Observa-se que as questões que envolvem o conhecimento em Física Moderna e Contemporânea, na sua grande maioria evitam o uso de cálculos, optando por estrutura que busque no conhecimento do aluno a construção dos conceitos. Mesmo, vestibulares que tradicionalmente as provas são elaboradas mais direcionadas para questões que exigem resolução de problemas utilizando, na sua maioria, o cálculo, fazem uso das questões conceituais.

Nota-se que, com relação a este ponto, um grande uso das questões que utilizam resultados específicos.

## Conclusão

Das 21 questões de FMC das provas de vestibular, a maioria evita o uso de cálculos, e utilizam questões conceituais. Das questões que mostram clareza no enunciado, 94,12% são quânticas 75% são sobre relatividade. Das questões que apresentaram relevância do assunto para o nível médio (Quântica 76,47% e Relatividade 100%) das questões que mostraram relação com o cotidiano do aluno (Quântica 64,7% e Relatividade 25%).

A pesquisa fez um mapeamento de como foram distribuídas as questões de FMC de alguns vestibulares no Brasil.

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Para melhores resultados e para verificar se os resultados encontrados são compatíveis com os nossos, sugerimos que se realizem outras pesquisas priorizando o mesmo eixo temático, aumentando o número de questões e de universidades do Brasil. As mudanças nos resultados, cremos nós, que serão mínimas. Isso porque os livros didáticos que trazem essas questões são adotados na maioria das escolas brasileiras e são as bases para os elaboradores dos vestibulares.

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