PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE USINAS TERMONUCLEARES E HIDRELÉTRICAS: relato de uma atividade envolvendo aulas contextualizadas de física

## PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE USINAS TERMONUCLEARES E HIDRELÉTRICAS: relato de uma atividade envolvendo aulas contextualizadas de física

Lúcio José da Motta , Geovan Vieira Cardoso , Cristina Cândida de 1 2 Macedo 3

- 1 Universidade Federal de Itajubá/ netmotta@yahoo.com.br
- 2 Universidade Federal de Itajubá/ geovan1581@oi.com.br

## Resumo

Este trabalho parte do pressuposto de que aulas contextualizadas são capazes de apresentar a Física de forma significativa, possibilitando a Alfabetização Científica e Tecnológica dos estudantes em uma perspectiva ampliada, a fim de que os mesmos se tornem futuros cidadãos críticos, com capacidades de questionamentos e tomada de decisões sobre assuntos de cunho científico e tecnológico. Diante disso, o objetivo principal deste texto é relatar o processo de produção e aplicação de um projeto temático composto por oito aulas de Física contextualizadas de quarenta minutos cada, elaboradas a partir do tema 'Produção de energia elétrica através de usinas termonucleares e hidrelétricas'. Foram elaboradas um total de cinco versões deste projeto durante as aulas de Instrumentação para o Ensino de Física I e II, ofertadas a estudantes de Física Licenciatura da Universidade Federal de Itajubá, sendo a última versão do projeto temático aplicada em uma turma de EJA - Educação para Jovens e Adultos - de uma escola estadual da cidade de Itajubá/MG. O objetivo de tal atividade era trabalhar conceitos de Física a partir de uma abordagem temática a fim de que os estudantes desenvolvessem seu lado crítico e questionador durante as atividades que envolviam além de conceitos técnicos e científicos aspectos sócio-econômicos, políticos, ambientais e culturais. Fica claro que elaborar um trabalho de tal natureza demanda dedicação extra do professor, visto que se trata de uma atividade não trivial e de pouco conhecimento por parte dos docentes. Pôde-se perceber também que os estudantes apresentaram maior interesse durante as atividades e discussões, além de compreenderem a importância da Física durante o entendimento de temas de grande relevância social.

Palavras-chave: Produção de energia elétrica. Contextualização. Alfabetização Científica e Tecnológica.

## Introdução

O Ensino de Ciências, principalmente o de Física, é visto por grande parte dos estudantes como dispensável e sem aplicabilidade, dificultando dessa forma o trabalho do professor em abordar este conteúdo de forma significativa em sala. Além da visão deturpada atribuída aos conteúdos físicos, outros fatores dificultam o trabalho dos professores, tais como: salas superlotadas, escolas sem estrutura para um bom ensino de física, metodologias de ensino 'desatualizadas', falta de cursos de aprimoramento profissional voltados aos professores, salários baixos, estudantes desmotivados e com dificuldades de aprendizagem, entre outros.

É importante deixar claro também que ao chegar à escola, o estudante traz consigo uma bagagem de conhecimentos e sentimentos que podem interferir em seu processo de aprendizagem e consequentemente, dificultar o trabalho do professor.

(...) o aluno traz consigo, geralmente, uma carga de problemas no âmbito social, familiar, afetivo, etc. Além, também, de não se sentir acolhido pelo ambiente escolar e muitas vezes chegar à sala de aula sabendo que terá 'aquela' aula tradicional e desmotivante. Muitos alunos não tiveram uma boa base no ensino fundamental e já chegam ao ensino médio com muitas dificuldades, principalmente na parte do cálculo. (MORAES, 2009, p.1)

É importante que o professor tenha consciência de tais fatores para que possa agir de modo a inserir o estudante no contexto didático, resultando em uma aprendizagem significativa e eficaz para o mesmo. Na tentativa de investigar e buscar alternativas para um Ensino de Física significativo, pesquisadores da área de ensino (NEVES,1998; RICARDO, 2005; SILVA, 2001; WATANABE & MATALUNA, 2005) empenham-se em trabalhos cujo objetivo firma-se na necessidade de vincular aos conhecimentos dessa disciplina questões que sejam relevantes aos estudantes, visto que, dentre os objetivos do Ensino de Física encontra-se a preparação do futuro cidadão a partir de uma formação crítica que aborde aspectos econômicos, políticos, históricos, sócio-culturais e ambientais contribuindo para o processo de Alfabetização Científica e Tecnológica do estudante - ACT -, ou seja,

(...) buscar um ensino de ciências que assegure aos alunos a capacidade de teorização e modelização para se comunicarem com o mundo e com os outros. Ou seja, para dar-lhes uma certa autonomia na tomada de decisões acerca de assuntos científico-tecnológicos. (RICARDO, 2005, p.223)

Diante disso, alcançar a ACT dos indivíduos a partir de um Ensino de Física significativo e crítico é fundamental para a integração social destes cidadãos nesta sociedade repleta de tecnologias e assuntos de cunho científicos. Entretanto, torna-se necessário esclarecer que, segundo Auler & Delizoicov (2001), a ACT pode ser abordada em sala de aula dentro de duas perspectivas: reducionista e ampliada.

Os autores esclarecem que a visão reducionista atribuída a ACT aborda o conteúdo científico com foco apenas nos conceitos, de forma que a Ciência seja vista como neutra, redentora e cheia de mitos. Em contrapartida a essa visão reducionista de ACT, Auler & Delizoicov (2001) apresentam a perspectiva ampliada, em que os conceitos físicos são abordados de forma crítica a fim de que o estudante compreenda sua real importância no contexto social, político, econômico, histórico e cultural.

Esta preparação do estudante a fim de torná-lo um ser atuante na sociedade e capaz de tomada de decisões sobre assuntos científicos e tecnológicos exige que o professor fuja das aulas chamadas de tradicionais, descontextualizadas, com foco apenas no conceito. Uma possibilidade de se alcançar tais objetivos se dá a partir do desenvolvimento de atividades temáticas.

Sobre trabalhos temáticos em Física

Um Ensino de Física crítico e significativo pode propiciar aos estudantes o desenvolvimento de competências e habilidades que o tornarão futuros cidadãos ativos, com capacidades de tomada de decisões e participações em debates de cunho científicos e tecnológico com implicações na sociedade.

Para o desenvolvimento de atividades críticas em sala de aula que proporcione tais objetivos característicos de uma perspectiva ampliada de ACT o professor pode recorrer a diversos caminhos pedagógicos e metodológicos, dentre eles a contextualização dos conteúdos escolares a partir de trabalhos temáticos.

Porém, desenvolver um trabalho de natureza temática não é uma atividade fácil e trivial para o professor,

(...) o primeiro problema de uma abordagem temática é, portanto, reconhecer a abrangência do tema e o conjunto de aspectos ou problemas que o envolvem, independente da natureza das questões correspondentes serem de domínio das ciências exatas ou humanas, da Física, Química ou Biologia. Esse é um processo inicial lento, que envolve a aproximação à bibliografia sobre o tema, o levantamento de paradidáticos sobre o da internet, notícias de

assunto, livros de divulgação científica, sites jornal etc (WATANABE & MATALUNA, 2005, p.3).

No entanto, vale ressaltar que alguns cursos de formação inicial de professores investem no desenvolvimento de trabalhos temáticos por parte dos licenciandos enquanto cursam algumas disciplinas da área pedagógica. Na Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), por exemplo, o curso de Física Licenciatura tem desenvolvido trabalhos de natureza temática durante as disciplinas de Instrumentação para o Ensino de Física I e Instrumentação para o ensino de Física II, correspondentes ao sexto e sétimo período do curso. Durante tais disciplinas, os licenciandos precisam desenvolver e aplicar um projeto temático em uma situação real de ensino-aprendizagem.

Um exemplo de desenvolvimento temático ocorreu recentemente no segundo semestre letivo de 2011. Os licenciandos matriculados na disciplina Instrumentação para o Ensino de Física I construíram um projeto temático, na forma de mini-curso, composto por oito aulas voltadas para o Ensino Médio.

Os autores desse texto decidiram após a construção do mini-curso, aplicá-lo a estudantes matriculados em uma turma de Educação de Jovens e Adultos (EJA) de uma escola estadual no município de Itajubá/MG. O EJA, na visão dos autores, concentra estudantes que possuem menor acesso a um ensino diferenciado se comparados aos estudantes do ensino médio regular, além do fato de muitos desses estudantes encontrarem-se inseridos no mercado de trabalho podendo a partir disso apresentar conhecimentos e visões interessantes do mundo que os cerca, tanto a nível científico e tecnológico, quanto sócio-econômico, político e cultural.

Durante a disciplina de Instrumentação de Física I, foram elaboradas três versões do projeto temático enquanto na disciplina Instrumentação para o Ensino de Física II, foram elaboradas mais duas versões do projeto sendo a última versão aplicada em um cenário real junto aos estudantes do EJA.

A escola escolhida para aplicação do mini-curso possui duas turmas de EJA, sendo uma voltada para o primeiro ano do Ensino Médio e outra destinada ao segundo e terceiro anos do Ensino Médio. Dessa forma, as aulas foram aplicadas à turma de primeiro ano por se tratar de uma turma menor cerca de 20 estudantes - que possibilitaria um melhor aproveitamento e utilização dos recursos didáticos escolhidos pela equipe para compor o projeto temático, em quatro dias letivos durante o turno da noite, das 19 h às 20h20min.

Dessa forma, este texto objetiva descrever os processos de elaboração e aplicação de um Projeto Temático em uma escola pública do município de Itajubá/MG a partir do tema sobre produção de energia elétrica em larga escala com foco em energia termonuclear e hidrelétrica.

## Procedimentos metodológicos para a construção e desenvolvimento do trabalho

Como mencionado anteriormente o projeto foi iniciado durante a disciplina de Instrumentação para o Ensino de Física I pelos estudantes de Física Licenciatura da Universidade Federal de Itajubá.

No primeiro momento foram criadas três versões do projeto a partir de conhecimentos adquiridos durante a disciplina. Vale destacar que nessa etapa o projeto deveria ser composto por aulas contextualizadas, que partissem de temas de relevância social e que seriam aplicadas a estudantes do Ensino Médio durante aulas de Física.

Já no segundo momento, em Instrumentação II, foi definido pelos autores do projeto temático que o público alvo seria estudantes de EJA. Para tal, foram feitas modificações na terceira versão do projeto dando origem a duas outras versões, sendo a quinta versão a definitiva, composta por oito aulas geminadas a serem aplicadas pelos licenciandos.

Para a realização da última versão, foi necessário aplicar uma avaliação diagnóstica aos estudantes a fim de orientar os autores sobre conceitos físicos que deveriam ser abordados a partir do tema, respeitando o cronograma didático elaborado pelo professor de Física responsável pela turma.

De forma direta, é possível destacar que os conceitos abordados a partir do tema 'Produção de energia elétrica a partir de termonucleares e hidrelétricas' estiveram concentrados em discussões sobre energia nuclear, energia mecânica (potencial gravitacional e cinética) e conservação de energia mecânica. Como recursos didáticos foram utilizados: quadro, giz, multimídia, notebook, simuladores, vídeos, textos e letra da música 'Sobradinho' dos cantores Sá e Guarabira.

Para a elaboração deste relato, a coleta de dados foi realizada a partir das cinco versões do trabalho temático desenvolvido, das atividades escritas desenvolvidas pelos estudantes e do caderno de campo dos professores pesquisadores durante a aplicação das aulas. A seguir serão apresentados resultados e discussões referentes aos processos de elaboração e aplicação do projeto temático.

## Resultados: a elaboração e aplicação do Projeto Temático

Após reunir todo o material necessário para elaboração do projeto temático, focando nos processos de contextualização e alcance da ACT dos estudantes em uma perspectiva ampliada - contemplando além do conteúdo científico, aspectos sociais, políticos, econômicos e ambientais envolvidos nos projetos de geração de energia elétrica - e sua posterior aplicação, serão apresentados os resultados do referido trabalho que buscou despertar a criticidade e reflexão dos estudantes durante a compreensão dos conceitos físicos envolvidos na abordagem temática sobre 'Produção de energia elétrica através de usinas termonucleares e hidrelétricas'.

A escolha do tema se deu pelo fato do mesmo ser considerado um tema controverso capaz de facilitar o estudo de conceitos físicos a partir das diversas técnicas de geração de energia, as respectivas relações custo benefício através de discussões e debates em sala de aula, além de viabilizar abordagens políticas, sociais e ambientais relacionadas com o tema. Porém, desenvolver um trabalho temático não é uma tarefa fácil, sendo muitas vezes encontradas dificuldades que possam comprometer o alcance de objetivos específicos de um trabalho de tal natureza.

Um dos obstáculos encontrados pela equipe foi justamente a compreensão dos objetivos de uma abordagem temática e de como relacionar conceito físico e o tema a ser trabalhado em sala de aula.

Um trabalho temático consiste em elaborar um conjunto de aulas e atividades, a serem aplicadas a determinada série da educação básica, a partir de um tema relevante que propicie o trabalho e o ensino de conceitos científicos de forma significativa durante o entendimento das problemáticas envolvidas com o mesmo. O erro da equipe com as versões iniciais foi justamente desenvolver o caminho contrário: foram escolhidos conceitos a serem trabalhados e depois um tema que compreendesse os mesmos. Dessa forma, quando eram trabalhados os conceitos, os mesmos apresentavam-se desconexos do tema 'Produção de energia elétrica a partir de termonucleares e hidrelétricas'. Para a correção deste equívoco, foram necessárias reuniões extra-classe com o professor da disciplina para que a quinta versão do projeto apresentasse realmente características temáticas.

Outra dificuldade encontrada pela equipe está relacionada com a distância existente entre um projeto elaborado e sua aplicação, visto que o professor deve contar com imprevistos como: indisciplina da sala, tempo gasto com chamada e organização da turma, recursos didáticos que apresentam falhas no momento de execução, questionamentos por parte dos estudantes que não eram previstos, tempo despendido para preparação das aulas diferenciadas, dificuldades em encontrar materiais e fontes de referencias que pudessem servir de modelo e inspiração para as aulas, dificuldade da equipe em conciliar as perspectivas de contextualização e as aulas a serem preparadas a partir das mesmas, dúvidas quanto à elaboração dos exercícios a serem aplicados, entre outros.

Após a definição do tema escolhido e da superação dos obstáculos que eram considerados entraves a sua execução, a equipe prosseguiu com o processo de confecção do projeto temático recorrendo as respostas da avaliação diagnóstica aplicada aos estudantes do EJA.

Foi possível verificar pela resposta dos estudantes à avaliação diagnóstica que o conceito de energia mecânica bem como todo aporte teórico relacionado ao mesmo é pouco compreendido por parte dos estudantes, sendo a maioria de suas respostas voltadas a energia elétrica, ou seja, ao se falar de 'energia' ficou claro que os estudantes automaticamente relacionavam o termo apenas a 'energia elétrica'. Isso ficou evidente quando a equipe solicitou aos estudantes que falassem sobre conservação de energia e respostas obtidas foram '(...) ter uma boa energia é economizá-la (A1)', '(...) a energia é conservada em geradores em usinas hidrelétricas (A2)' ou '(...) diminuído o consumo (A3)'.

A partir disso, a equipe buscou trabalhar conceitos como: energia mecânica, conservação de energia mecânica, diferença entre energia potencial e energia cinética, transformação de energia mecânica, produção de energia elétrica entre outros, sempre de forma contextualizada a partir do tema escolhido.

Dentre as diversas perspectivas de contextualização existentes, a equipe preferiu trabalhar com quatro delas: cotidiano, ilustração/exemplificação, histórica/sócio-cultural e crítica, sendo a última de maior preferência pelos autores devida suas características compatíveis com a ACT ampliada, sendo compreendida como um procedimento didático capaz de problematizar a realidade vivenciada ou assistida pelo estudante, a partir de aspectos de relevância social que possibilite a este interagir criticamente na sociedade, com responsabilidade, capacidade de decisão e escolhas sobre os assuntos científicos e tecnológicos.

Elaboradas as aulas, a próxima etapa é a aplicação das mesmas conforme pode ser verificada a seguir.

Aulas 1 e 2: As aulas foram iniciadas a partir de uma problemática sociopolítico, econômica e ambiental a partir de uma reportagem do jornal ' The New York Times ' sobre a catástrofe no Japão envolvendo a Usina Nuclear de Fukushima no ano de 2011. Durante as discussões foi apresentado um breve histórico de acidentes ocorridos, que podem ser indutores da preferência pela produção de energia elétrica por hidrelétricas se comparada com a termonuclear. Foi possível notar o envolvimento dos estudantes sobre o tema bem como os questionamentos que surgiam dos mesmos. Em certo momento da aula, um estudante sugeriu que fosse utilizada energia elétrica gerada pelas marés, visto que o Brasil possuí muitas praias, enquanto outro estudante questionou se os celulares possuem radiação e se a mesma é realmente prejudicial a saúde conforme é apresentado pela mídia.

Foram apresentados slides e uma animação retirada do site de FURNAS a fim de que os estudantes pudessem conhecer os diversos tipos de produção de energia elétrica e seus impactos sociais, ambientais e suas implicações cientifico - tecnológicas.

Aulas 3 e 4: Os estudantes tiveram contato com conceitos físicos envolvendo a produção de energia elétrica por termonucleares como energia e fissão nuclear, bem como possíveis impactos que esse tipo de tecnologia pode causar ao meio ambiente e a sociedade de uma forma geral, a partir de vídeos retirados do Youtube . Inicialmente houve a tentativa de contextualização histórica ao fazer um panorama de casos como as bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki, período de guerra fria, acidente em Three Mile Island, Chernobyl, Goiânia e o de Fukushima, ressaltando que estes episódios tiveram e ainda têm grande influência na rejeição pelo uso de energia nuclear.

Foi possível perceber que neste dia os estudantes ficaram mais contidos no que diz respeito a discussões e demonstraram temor sobre possíveis impactos provenientes desse tipo de produção energética. Após as discussões, foi solicitado aos estudantes a produção de um texto em que os mesmos deveriam expressar suas opiniões críticas e reflexivas a respeito do tema e dos conceitos discutidos até o momento. Os estudantes apresentaramse confusos e receosos a opinar sobre o tema, sendo superficiais em suas frases.

Aulas 5 e 6: As aulas 5 e 6 foram similares as aulas 3 e 4 a menos pelo fato de que o tema a ser abordado foi produção de energia elétrica por hidrelétricas. Diante da discussão a cerca da construção de usinas hidrelétricas alguns estudantes já questionavam qual matriz energética seria melhor, termonuclear ou hidrelétrica, se ambas traziam enormes impactos sociais, ambientais, culturais etc. Ficou evidente que os estudantes queriam saber sobre a posição dos professores no que diz respeito ao assunto.

Além das discussões e de um vídeo retirado do site Youtube, foi apresentado um simulador computacional que retratava a queda de um corpo em um plano inclinado a fim de que conceitos como energia potencial, energia cinética, massa, conservação de energia mecânica entre outros fossem trabalhados com os estudantes. Foi interessante notar os questionamentos dos estudantes referente as limitações de tal simulador, comparando-o com a realidade e supondo efeitos que poderiam ocorrer a partir da produção energética por hidrelétricas. Vale a pena destacar que um dos estudantes questionou se um balão de borracha cheio de água abandonado de uma determinada altura poderia perfurar um telhado, gerando discussões entre os demais colegas sobre a possibilidade de ser verdadeira a premissa.

Aulas 7 e 8: Finalização do projeto. Os estudantes formaram grupos para a reflexão da música 'Sobradinho' dos compositores Sá e Guarabira a partir de tudo que foi discutido e estudado durante as aulas anteriores. Notouse grande dificuldade dos estudantes em interpretar o texto e assimilá-lo com o tema trabalhado, sendo que grande parte dos estudantes não conseguiam enxergar tais relações. Após a discussão da música, os estudantes retornaram as atividades que foram aplicadas durante as aulas anteriores no intuito de que possíveis dúvidas fossem sanadas. Os estudantes apresentavam-se animados diante de respostas corretas de suas atividades, mostrando compreensão dos conceitos científicos trabalhados e suas relações com o tema discutido durante as aulas.

Foi possível perceber pela equipe pontos a serem melhorados para aplicação futura, principalmente no que diz respeito a avaliações durante as aulas a fim de verificar o aprendizado dos estudantes.

## Considerações Finais

Este trabalho apresentou o relato de uma experiência em que aulas contextualizadas foram elaboradas por estudantes de Física Licenciatura da Universidade federal de Itajubá e implantadas a uma turma de EJA.

A aplicação do projeto contou com o apoio de professores de outras disciplinas ao cederem suas aulas, assim como de toda a equipe pedagógica da escola em questão. Entretanto, mesmo percebendo grande participação dos estidantes durante as aulas, acredita-se que o resultado final seria mais significativo caso houvesse colaboração interdisciplinar tanto em sua construção quanto em sua aplicação, o que possibilita um trabalho de tal natureza a fim de desmistificar a ideia de Ciência como neutra.

Mesmo diante de algumas dificuldades encontradas na elaboração do projeto temático e posteriormente na sua aplicação, a equipe considera válida a experiência, visto que o Ensino de Física para sua efetiva aplicação deve apresentar significado ao estudante.

Uma sugestão da equipe esta diretamente relacionada com as atividades avaliativas aplicadas, sendo que as mesmas deveriam ser melhor contextualizadas em uma versão futura, além de que a equipe sugere que a avaliação diagnóstica aplicada no início das atividades venha se tornar uma atividade a ser reaplicada no final do projeto. Com a realização deste trabalho aumentou a notabilidade quanto à importância do mesmo, além de que conhecimentos adquiridos durante as aulas da disciplina Instrumentação para o Ensino de Física I e II puderam ser vistos pelos licenciandos aplicados possibilitando o desenvolvimento de atividades diferenciadas.

## Referências

AULER, D. ; DELIZIOCOV, D. Alfabetização científico - tecnológica para quê? Revista Ensaio - Pesquisa em Educação em Ciências. v. 3, n.2, Jun. 2001. p. 105 - 116.

MORAES, J. U. P. A visão dos estudantes sobre o Ensino de Física: um estudo

de caso. Scientia Plena . V.5, n.11, nov.2009. Disponível em: http://www.scientiaplena.org.br/ojs/index.php/sp/article/view/736/392. Acessado: 10/06/2012.

RICARDO, E. C. Competências, Interdisciplinaridade e Contextualização: dos Parâmetros Curriculares Nacionais a uma compreensão para o ensino das ciências. 2005. 257 f. Tese (Doutorado em Educação Científica e Tecnológica) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2005.

WATANABE, G.; MATALUNA, M. Abordagem Temática: a energia no ensino médio . 2005. Disponível em: http://www.escoladavila.com.br/refle\_pedag/giselle\_mariana.pdf. Acessado em: 10/06/2012.