UMA POSSÍVEL INTERDISCIPLINARIDADE ENTRE FÍSICA E AS GEOCIÊNCIAS NO ENSINO MÉDIO

## UMA POSSÍVEL INTERDISCIPLINARIDADE ENTRE FÍSICA E AS GEOCIÊNCIAS NO ENSINO MÉDIO

## Marciano Santos Silva 1

1 UFBA-Campus Salvador/ Licenciado em Física, marciano.paz@gmail.com

## Resumo

Esse trabalho busca formular uma proposta de interdisciplinaridade do uso das geociências no ensino de Física voltada para estudantes de Escolas do Ensino Médio. Assim o conhecimento físico deve ser ensinado de forma integrada com as geociências, a fim de que o aprendizado da dinâmica dos fenômenos naturais não seja de forma fragmentada. Foi feito um levantamento dos assuntos de Física lecionado no Ensino Médio regular buscando possíveis relações com as geociências. A partir dessas áreas temáticas, procurou-se assuntos específicos que fossem voltados para a realidade dos estudantes, pois se acredita que existe uma gama muito grande de assuntos de Física a serem tratados no ensino médio para pouco tempo de aula. Desse modo, se pretende com esse estudo, sugerir alguns temas que poderão ser abordados em sala de aula pelos professores de Física no Ensino Médio com um viés interdisciplinar entre Física e as Geociências. Com base em todas as pesquisas citadas é que se pode concluir que temas geocientíficos devem compor no ensino de Física e contribuir para a formação dos estudantes do Ensino Médio. No que se refere a essa proposta de ensino, há uma necessidade em pesquisar esse tema interdisciplinar com mais acuidade. Como exemplo, uma proposta seria a confecção de um livro didático de Física para Escolas de Ensino Médio localizadas em áreas rurais.

Palavras-chave: Ensino de Física, Interdisciplinaridade, Geociências, educação do campo.

## 1. INTRODUÇÃO

A discussão sobre a necessidade de temas geológicos serem abordados nos atuais níveis de ensino fundamental e médio vem se fortalecendo, com intermitência, no Brasil (Carneiro et al ., 2004). A necessidade de oferecer às pessoas em geral, nos níveis básicos de escolaridade, uma formação mais apropriada acerca de temas de natureza geocientífica tem sido enfatizada por diversos autores, entre eles, citemos (Carneiro et al ., 2007), Pedrinaci (2006), Compiani (2007). Guimarães (2004) assinala que o ensino de Ciências Naturais, Geografia, Biologia, Química e Física precisam tratar as interações da matéria e energia que ocorrem em escalas de tempo no planeta. Isso implica que a Geologia deve ocupar um papel estratégico na educação básica.

A partir da necessidade de tratar a complexidade e dar sentido ao que é ensinado nas escolas Morin (2002) defende que as Ciências da Terra possuem o

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26 a 30 de janeiro de 2015

potencial de ser poli ou transdisciplinares porque seu objeto não é um setor ou uma parcela, ao invés disso é um sistema complexo que forma um todo organizado.

Em função dessa temática interdisciplinar e consoante às novas expectativas para o ensino médio, as orientações tomadas como referência para a seleção dos livros didáticos de Física levam em conta que o 'novo' ensino médio, deve apresentar uma 'reorganização curricular baseada na contextualização, nas tecnologias e na interdisciplinaridade.' e um 'ensino mais geral, inovador e menos conteudista'.

Na prática interdisciplinar escolar, a Geologia está relegada a papéis bastante secundários, sobretudo no ensino médio, onde a Química e a Física são as disciplinas que menos trabalha sobre uma óptica integradora, isso devido a poucas pesquisas e formação de professores em uma visão holística do planeta Terra (Cuello 1988).

Existe no ensino médio brasileiro grande fragmentação do conhecimento da Terra, vimos que os conceitos de Geociências dispersam-se em outras disciplinas. Entende-se por Geociências as Ciências que se dedicam ao estudo da Terra, sua origem, história, evolução, estrutura e perspectivas futuras. Na classificação usual em agências financiadoras de pesquisas, Geociências incluem Geologia, Geofísica, Meteorologia, Geodésia e Geografia Física. Nos PCNEM a abordagem 'interdisciplinar' da Geologia é mais adequadamente descrita pelo adjetivo 'fragmentada'. Carneiro e seus colaboradores acreditam que:

Apesar das inúmeras referências a temas geológicos (conceitos, processos, materiais) em Biologia, Química e Física, os educandos geralmente não compreendem as duas últimas como Ciências da Natureza, pois não há referência geológica aos conceitos e fenômenos tratados. (CARNEIRO et al., 2004, p.557).

Tal dispersão é uma clara subordinação a abordagens específicas dessas ciências, sob a ótica que lhes é particular. No item 'Conhecimentos em Física', o texto dos PCNEM menciona isoladamente fenômenos geológicos ou tecnologias associadas que deveriam ser tratados em sala de aula, como técnicas de extração de água subterrânea. Indica ainda ' que seria interessante que o estudo da Física no Ensino Médio fosse finalizado com uma discussão de temas que permitissem sínteses abrangentes dos conteúdos trabalhados '.

A Tectônica de Placas, por exemplo, com seus possíveis mecanismos de movimentação e suas consequências de deformação das rochas, abrange um grande número de conceitos Físico-geológico que podem aí ser integrados. A dinâmica externa, conjunto de processos que remodela a superfície continuamente, também. Segundo Toledo

A própria história da evolução do conhecimento do planeta está associada à história da Física, que possibilitou, com o tempo, a aquisição de informações físicas mais e mais refinadas sobre os materiais geológicos. Fica claro, assim, o importante apoio que enriqueceria o ensino de Física, se Geologia constasse como Ciência integradora dos processos naturais do planeta, dando um sentido global a todos os fenômenos físicos e suas leis (TOLEDO, 2005, p. 40).

Ressalta-se que as Geociências e, em particular a Geologia, tem uma grande contribuição para uma visão integrada do ambiente, mas ela não faz parte do currículo escolar como uma disciplina, e os conteúdos a ela relativos, estão dispersos nas demais disciplinas, em especial Ciências e Geografia no ensino

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fundamental e Física, Química e Biologia, no ensino médio. Os temas geológicos vêm sendo abordados cada vez com mais importância devido à interação e influência do homem na dinâmica do meio natural. Assim, a utilização dos temas de Geociências, poderá ser tratados numa organização interdisciplinar, superando a atual fragmentação curricular. Os PCNEM indicam que aspectos relacionados a 'outras' Ciências, como Geologia e Astronomia, sejam tratados em Biologia, Física e Química.

## 2. METODOLOGIA

Um dos principais motivos que levou à confecção desse artigo foram às experiências de estudo nas disciplinas Geologia Física, Física do Meio Ambiente, Mineralogia e Petrologia e Física da Terra Sólida nos cursos de Geologia e Geofísica da UFBA, lembrando que dessas disciplinas, somente geologia Geral aparece como optativa no curso de Licenciatura em Física, as demais são eletivas. Percebi então, durante essas aulas que o ensino de Física na educação básica é fragmentado.

Procurei artigos que discutissem um ensino interdisciplinar entre a Física e as geociências no ensino médio. Ao adentrar no tema, encontrei referências sutis, pouco discutidas nos meios acadêmicos, restrito somente aos encontros de ensino de geologia no Brasil.

Assim, esse trabalho parte do pressuposto que o conhecimento físico deve ser ensinado de forma integrada com as geociências, a fim de que o aprendizado da dinâmica dos fenômenos naturais não seja de forma fragmentada.

Foi feito um levantamento dos assuntos de Física lecionado no Ensino Médio regular buscando possíveis relações com as geociências, entre esses assuntos se destacam os movimentos de forma geral, gravidade, ondas, óptica, calorimetria, eletromagnetismo, radiações e astronomia. A partir dessas áreas temáticas, procurou-se assuntos específicos que fossem voltados para a realidade dos estudantes. Dentre esses assuntos específicos destaca-se o efeito estufa, as estações do ano, fontes naturais de energia e o ciclo natural global.

Logo, foi encontrada correlação entre os assuntos de geologia e Física, então sugerir metodologias de aula e possíveis propostas de ensino de forma interdisciplinar aos professores de Física que atuam na educação básica.

## 3. INTERDISCIPLINARIDADE

Observam-se na literatura atual controvérsias por parte de muitos autores sobre o que é ser interdisciplinar, a abrangência de significados que a palavra interdisciplinaridade toma forma é muita extensa e isso é motivo de importância de debruçar sobre seu significado e refletir quando estamos diante de uma situação parecida (no caso desse artigo a interdisciplinaridade se dá através do uso das geociências no ensino de Física). Ocorre que muitas vezes encontramos divergências em definições de termos semelhantes, ou a utilização de um novo termo para designar pequenas variações de abordagem constatadas por especialistas diferentes.

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Nas últimas décadas, com o avanço do conhecimento científico, novas disciplinas foram surgindo e, isso provocou uma maior fragmentação dos estudos. Todavia, um caminho para a diminuição dessa fragmentação do conhecimento seria uma maior interação entre os cientistas, não deixando esses de se especializar, mas sim se tornando profissionais mais abrangentes em suas opiniões. Decorre daí uma quantidade enorme de palavras procurando definir e categorizar as relações estabelecidas entre distintas áreas do saber disciplinar seja no campo das preocupações pedagógicas ou não. Tantos são os termos interdisciplinar, pluridisciplinar, multidisciplinar, transdisciplinar, codisciplinar.

Chega-se a interdisciplinaridade quando na busca de uma determinada questão ou problema, ou no processo de aquisição de uma parcela da realidade ou do entorno, se estabelece uma interação entre duas ou mais disciplinas que supera os limites impostos por seus próprios corpos conceituais e metodológicos, dando como resultado um enriquecimento recíproco (Cuello 1988).

Ao se preocuparem com as dinâmicas do planeta, considerando múltiplos aspectos - físicos, químicos, biológicos, humanos, temporais - e, especialmente, a relação existente entre cada um deles, as Geociências poderão ser facilitadoras de caminhos no processo ensino-aprendizagem no que diz respeito ao desenvolvimento de saberes interdisciplinares necessários para a compreensão dos processos do planeta e de suas consequências. Com base em todas as pesquisas citadas é que acreditamos que temas geocientíficos devem compor a Física e contribuir para a formação do indivíduo.

## 4. FÍSICA E GEOCIÊNCIAS

Podemos destacar até aqui trabalhos interdisciplinares que abordam o uso das geociências nas disciplinas de Química e Biologia no ensino médio. Alvarez Suárez ( et al., 1992) também discutem possíveis reformulações curricular de bachillerato (idades de 12 a 16 anos) em algumas comunidades autônomas espanholas, apoiada pelo Ministério de Educação e Ciência e apresentam 30 razões favoráveis à inclusão de conteúdos de Geologia na educação secundária obrigatória. Assim, citamos alguns conhecimentos que ligam a Física com as geociências:

- · A Terra é constituída por um núcleo central de níquel e ferro, dividido em um núcleo interior sólido e um núcleo exterior líquido que gera grande parte do campo magnético da Terra e por um manto que, embora seja sólido, apresenta lentos movimentos de convecção, em permanente atividade há bilhões de anos, que movem as placas tectônicas terrestres;
- · O intemperismo está relacionado às transformações físicas e químicas dos materiais;
- · Os deslizamentos estão relacionados aos movimentos de massa, à força da gravidade, à massa dos corpos;
- · Os terremotos são a propagação das ondas por corpos sólidos;
- · Os processos de formação da crosta terrestre são regidos, dentre outros, pelas leis da termodinâmica;

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A partir dessa síntese, foi feito um levantamento dos assuntos de Física que são abordados no ensino médio e buscou-se incluir a cada tema de Física assuntos de geociências. Assim construiu-se um quadro, como mostra abaixo:

Quadro 01: Assuntos que poderá ser abordados de forma interdisciplinar

## 5. PROPOSTA INTERDISCIPLINAR

Em sala de aula o professor deve ser capaz de abordar o assunto de Termometria em uma proposta interdisciplinar com as geociências, é possível nesse assunto fazer referência a anomalias de Temperatura na costa Leste do oceano pacífico e cuja consequência é o fenômeno do EL niño La niña / que acarreta seca no Nordeste e temporais no Sul, afetando drasticamente o setor agrícola. A utilização durante as aulas de Física de um vídeo que traz como tema o fenômeno EL niño La / niña e suas consequências poderá ser uma ferramenta pedagógica útil, a partir do vídeo o professor poderá falar sobre a origem desse fenômeno tendo como foco as anomalias de Temperaturas no Oceano Pacífico e, ainda o professor poderá relacionar movimentos de convecção de massas de ar como responsável pelas consequências desse fenômeno em território brasileiro.

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O efeito estufa também pode ser discutido de forma interdisciplinar, ressaltando os princípios da transferência do calor por irradiação, radiação infravermelha e abordando as causas das variações climáticas e ambientais, alterações na camada de ozônio e inversão térmica. Uma sugestão de aula seria trabalhar a parte escrita dos alunos. Inicialmente peça aos estudantes pesquisar em livros, internet sobre o efeito estufa, e em um momento oportuno pedir aos mesmos que faça uma redação sobre o efeito estufa destacando os conhecimentos físicos e as alterações ambientais.

Na parte da mecânica, o professor poderá fazer um ensino por investigação construindo aparelhos juntos com os estudantes, especialmente quando começar a trabalhar com velocidade, assim é possível construir aparelhos para medir a velocidade do vento e da umidade relativa do ar, unindo os conhecimentos físicos com os geocientíficos.

No estudo de Ondas Mecânicas, deve-se enfatizar a propagação de ondas na terra, destacando as camadas constituintes (núcleo interno e externo, manto e crosta) e como se dá a propagação de ondas por esses diferentes meios terrestres. A partir disso, o professor poderá introduzir uma aula sobre terremotos, como medir e como acontece o mesmo, dando destaque ao movimento de placas e sua velocidade em cm/ano.

Ao iniciar o assunto sobre Radiação (decaimento radioativo, meia-vida e método do carbono) é possível falar do calor radiogênico provenientes do decaimento radioativo de minerais (U, K, Th) presentes em rochas no interior da Terra. Esse calor é responsável pela dinâmica da Terra, fornecendo energia para a tectônica de placas e a deriva dos continentes, a construção de cadeias montanhosas e Terremotos. O mesmo calor interno pode ser aproveitado para mover geradores elétricos e aquecer residências. Dando continuidade ao Tema, é importante destacar a energia nuclear que é gerada a partir da fissão do urânio.

A maioria dos fenômenos climáticos ocorre na troposfera, entre esses fenômenos incluem chuvas, relâmpagos, furacões, geadas, assim é de extrema importância que os estudantes conheçam a atmosfera terrestre e consiga relacionar a Física com os fenômenos naturais em que nela ocorrem.

O fenômeno da indução de Faraday está presente nos geradores de energia de uma hidrelétrica, então aqui vale ressaltar que a construção de barragens podem causar Inundações, interrupção do aporte de sedimentos aos oceanos, causando alterações dos ecossistemas a jusante e deflagração de processos erosivos na costa oceânica. O professor de Física e geografia poderá planejar uma aula de campo, levando os estudantes para visitar uma hidrelétrica, nesse ambiente é possível discutir assuntos de Física e geografia de forma interdisciplinar.

Ainda nas aulas de magnetismo, o professor deve destacar o campo magnético da Terra, responsável por proteger a vida das radiações solares, mostrar o que é o cinturão de Van Allen e como acorrem as auroras boreais e austrais. Na parte da Introdução a astronomia é possível abordar a formação do sistema solar, meteoritos e estudar as diferentes estruturas geológicas dos planetas.

## 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

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Atualmente percebe-se grande deficiência na formação de professores de Física e um número muito reduzido de docentes licenciados atuando em sala de aula em escolas do Ensino Médio, assim é necessária a criação de novos cursos de formação de professores de Física que trazem em sua essência um víeis interdisciplinar com as geociências e reformular as ementas dos cursos que já existem. Esses cursos devem contemplar no currículo assuntos de geociências, destacando as disciplinas de Geologia Física, Meteorologia, Física do Meio Ambiente, etc.

No que se refere a essa proposta de ensino, a uma necessidade em pesquisar esse tema interdisciplinar com mais acuidade, a exemplo, uma proposta seria a confecção de um livro didático de Física para Escolas de Ensino Médio localizadas em áreas rurais. Entende-se que as mudanças na Educação acontecem em longo prazo e por isso devem começar pelo professor a partir de sua prática em sala de aula.

De acordo com o texto do PCNEM, com analise de conteúdo de ciências da natureza, para atingir os objetivos pretendidos em formar cidadãos críticos, capazes de avaliar e julgar as atividades humanas que envolvem a ocupação e o uso do ambiente e dos materiais naturais é necessário, de alguma forma, a introdução efetiva e abrangente das Geociências, não como fragmento como ocorre atualmente, mas como um todo íntegro.

## 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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