A FÍSICA MODERNA CONTEMPORÂNEA NO ENSINO MÉDIO: DESAFIOS E POSSIBILIDADES

## A FÍSICA MODERNA CONTEMPORÂNEA NO ENSINO MÉDIO: DESAFIOS E POSSIBILIDADES

Milene Rodrigues Martins , Gisele Palma , José Luís Boldo³ 1 2

1 Universidade Estadual de Maringá, milene\_r\_martins@hotmail.com

2 Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, gisele.palma@canoas.ifrs.edu.br

3 Instituto Federal Fluminense, jboldo@iff.edu.br

## Resumo

O presente trabalho tem como tema os impactos da Física Moderna Contemporânea (FMC) na aprendizagem de um grupo de alunos do Ensino Médio de uma escola pública, situada na região serrana do Rio Grande do Sul, por meio do estudo da espectroscopia. O objetivo da investigação foi compreender tais impactos com o auxílio de uma atividade experimental, contextualizada à realidade dos alunos, sendo que o questionamento central do mesmo foi compreender 'De que forma a Física Moderna Contemporânea impacta nos processos de construção de aprendizagem dos alunos, auxiliando-os a compreender o mundo que os cerca?' A pesquisa foi de natureza quantitativa e qualitativa, tendo como procedimento de coletas de dados a aplicação de questionários semiestruturados, entrevistas semiestruturadas e observações e respectivos registros das mesmas. A análise dos dados se deu por meio do método de análise de conteúdo, proposto por Bardin (1997). Com base nas mesmas conclui-se que a FMC é potencialmente facilitadora dos processos de construção do conhecimento impactando na aprendizagem em física, de forma contextualizada às realidades cotidianas, na medida em que, entre outros: O estudo da mesma ocorre por meio de atividades experimentais, auxiliando os discentes a compreenderem os fenômenos do mundo contemporâneo; possibilita a compreensão da importância das descobertas da física, ocorridas ao longo da história, atribuindo sentido e significado à construção dos conhecimentos socializados em aula; são utilizadas simulações computacionais facilitadoras da aprendizagem, ao longo das aulas, a fim de possibilitar a compreensão ampliada dos fenômenos não percebidos sem auxílio dessas ferramentas.

Palavras-chave : Física Moderna Contemporânea; Espectroscopia; EnsinoAprendizagem; Ensino Médio .

## INTRODUÇÃO

Desde a década de 90 vários pesquisadores têm desenvolvido estudos referentes à Física Moderna e Contemporânea (FMC) na perspectiva de inseri-la no Ensino Médio, tais como, Ostermann e Moreira (1998), Terrazzan (1992,1994) e Gil et al. (1987). Nesse sentido, é importante salientar a extrema relevância de familiarizar e ampliar a visão dos professores em relação ao ensino da mesma, procurando compreender seus impactos na aprendizagem dos alunos. De fato, no ambiente escolar é comum encontrar estudantes em conversas informais evidenciando estarem cansados das aulas repetitivas propostas por docentes em exercício de suas profissões promovendo o estudo de conteúdos que não lhes despertam o interesse, por não terem relação com a prática. Nesse sentido, Tavares, ressalta que os alunos:

- [...] estão cada vez mais, presentes na comunicação social e na rua, reclamando novos modos de aprender e ensinar, exigindo dos professores uma pedagogia e uma maneira de se envolverem na escola diferente, mas recursos sociais e humanos às instituições e uma reforma dos currículos [...] (2003, p.112).
- O estudo da FMC, no caso desta pesquisa, realizado por meio da espectroscopia, visa contribuir para a difusão dos conhecimentos científicos, bem como atrair o interesse dos estudantes pela Ciência, estabelecendo relações entre os aspectos históricos, filosóficos e epistemológicos, como estratégia de ensino. Segundo Ostermann e Moreira (2001)

Há muitas justificativas na literatura que nos permitem lançar uma hipótese: há uma tendência nacional e internacional de atualização dos currículos de Física no Ensino Médio. No entanto, ainda é reduzido o número de trabalhos publicados que encaram a questão sob a ótica do ensino e, mais ainda, os que buscam colocar, em sala de aula, propostas de atualização (p.135).

Nesse sentido, o problema central deste estudo foi compreender 'De que forma a Física Moderna Contemporânea impacta nos processos de construção de 1

- 1 O termo impactos foi utilizado devido ao fato de que o mesmo é recorrente na literatura do campo educacional, conforme pode-se observar no Portal.Periódicos.Capes, o qual disponibiliza 168 (cento e sessenta e oito) artigos ao ser pesquisada a expressão "impactos educacionais". No contexto educacional, o termo é hegemonicamente utilizado no sentido/concepção de repercussão , isto é, propagar ou sentir direta ou indiretamente a ação ou influência de algo, conforme pode-se perceber nas obras de CAMPOS (2010); GATTI (2005); KARSENTI (2008); CUNHA, FERNANDES, FORSTER, BROILO, et al (2005); CUNHA (2005); FERNANDES, ZANCHET, LEAL, MENETRIER, AZEVEDO (2005), entre outros. Essa concepção difere do entendimento que se origina do adjetivo impactus, do latim, do século XVII, no sentido de submetido a força ou choque, colisão, efeito de uma ação forte, do termo francês impact, dericado do latim impactus , no século XX (CUNHA, 2007).

aprendizagem dos alunos, auxiliando-os a compreender o mundo que os cerca?' Os objetivos do mesmo são compreender os impactos, desafios e possibilidades que a Física Moderna Contemporânea produz na aprendizagem dos alunos, bem como vivenciar e compreender formas possíveis de desenvolver os conceitos de Física Moderna Contemporânea contextualizando-os aos fenômenos do cotidiano dos alunos.

Considerando esse contexto, bem como acreditando que a FMC é potencialmente produtora de sujeitos capazes de interpretar e agir de forma consciente em direção da cidadania, por meio da compreensão crítica do mundo que os cercam, é possível compreender ser de importância fundamental inserir conceitos de FMC para o Ensino Médio, uma vez que o

'[..] desejo de incluir novos conteúdos, que se apresentam como imprescindíveis para a sociedade do futuro, tem como limite a necessidade de selecionar e de abandonar alguns dos conteúdos tradicionalmente ensinados pelas instituições escolares' (ESTEVE, 1999, p.106).

Assim, é relevante questionar sobre qual a melhor maneira de trabalhar a FMC no Ensino Médio frente às necessidades e expectativas dos alunos, considerando a necessidade de que os seres humanos '[...] recebam uma aprendizagem sólida que lhes permita enfrentar criticamente as mudanças aceleradas da atual sociedade da informação do conhecimento' (CARBONELL, 2002, p. 16). Contudo, as realidades enfrentadas pelos professores de Física, tais como a baixa carga horária na maior parte dos cursos de formação dos professores de física; a grande quantidade de conteúdos a serem ministrados pelos docentes ao longo dos anos letivos; bem como o 'volume de trabalho e o número de alunos nas salas de aula [...] muitas vezes, impedem a realização de práticas pedagógica que ultrapassem uma perspectiva da racionalidade técnica' (Zanchet; Cunha. 2008 p.190-191). 2

Sob essa perspectiva, realizou-se o presente estudo, tendo como ponto de partida os conhecimentos prévios dos alunos e a utilização de um experimento utilizando materiais de baixo custo .

## UMA PROPOSTA DE INSERÇÃO DA FÍSICA MODERNA COMTEMPORÂNEA NO ENSINO MÉDIO POR MEIO DA EXPERIMENTAÇÃO

Com o objetivo de atender à curiosidade dos discentes, bem como às curiosidades dos docentes em relação aos desafios e possibilidades que o trabalho com a FMC pode oferecer, foi organizado um projeto com estudantes do terceiro ano do Ensino Médio. O mesmo teve como temática o estudo da espectroscopia, entendida como um ramo da Física e da Química que tem por objetivo fornecer um melhor entendimento da estrutura da matéria.

Para o desenvolvimento do projeto e a fim de aproximar a metodologia de trabalho das curiosidades e interesses dos alunos foram desenvolvidos os seguintes passos: construção de um espectroscópio; observação do espectro de uma lâmpada de vapor de sódio; identificação do espectro discreto (visível) dessa lâmpada; estudos teóricos por meio da FMC. Essa metodologia vem promover a compreensão dos fenômenos citados anteriormente com o cotidiano dos alunos, instigando-os a ampliarem sua compreensão do mundo, percebendo as relações entre teoria e prática, uma vez que:

Para que haja [..] uma relação refletida, consciente entre teoria e prática precisamos de um esforço intelectual, um esforço do pensamento e da reflexão, para planejarmos as etapas previstas nas teorias ou na teoria que desejamos assumir e para avaliarmos se as práticas por nós implementadas estão adequadas às nossas intenções teóricas (CHRISTOV, p. 32, 2005).

A prática docente é o reflexo, entre outros, dos aspectos teóricos, assim como a teoria é referenciada em alguma prática. Nessa perspectiva,

[..] a prática não significa a aplicação e confirmação da teoria, mas é a sua fonte. Além disso, é importante registar que a prática é sempre única e multifacetada. Requer, por essa condição, uma intervenção refletida da teoria numa visão interdisciplinar (CUNHA et al., 2006,p.67).

Nesse sentido, a ação docente necessita levar em consideração as relações entre teoria e prática na construção de propostas de trabalho e do conhecimento dos alunos que pretende formar. A utilização de atividades experimentais nas aulas de física é enriquecedora para o aprendizado dos estudantes, visto que elas produzem um verdadeiro sentido ao mundo abstrato e formal das linguagens. Elas

[...] permitem o controle do meio ambiente, a autonomia face aos objetos técnicos, ensinam as técnicas de investigação, possibilitam um olhar crítico sobre os resultados. Assim, o aluno é preparado para poder tomar decisões na investigação e na discussão dos resultados. O aluno só conseguirá questionar o mundo, manipular os modelos e desenvolver os métodos se ele mesmo entrar nessa dinâmica de decisão, de escolha, de inter-relação entre a teoria e o experimento (SÉRÉ, COELHO e NUNES, 2003, p.39 ).

Assim, aliando teoria e prática o docente propicia aos estudantes uma formação ampla, que extrapola o cotidiano de sala de aula e que contribui significativamente para o processo de ensino e aprendizagem em física. Assim a experimentação e compreensão dos conceitos físicos, se constituem como uma das possibilidades dos discentes participarem ativa e criticamente da sociedade na qual estão inseridos, uma vez que passam a compreendê-la de forma mais ampliada e contextualizada.

## METODOLOGIA

Com o propósito de contribuir para desvelar o problema central de pesquisa ' De que forma a Física Moderna Contemporânea impacta nos processos de construção de aprendizagem dos alunos, auxiliando-os a compreender o mundo que os cerca?' buscou-se verificar nesse projeto a eficiência de uma intervenção didático-experimental, utilizando materiais de baixo custo, em aulas de FMC no

Ensino Médio. Para tanto, foram aplicados questionários antes e após a intervenção didática.

## O CAMPO DE PESQUISA, OS INTERLOCUTORES E A COLETA DE DADOS

- O campo de estudo foi a Escola Estadual de Ensino Médio Dante Grossi que está situada na região serrana do Rio Grande do Sul, no município de Garibaldi. Segundo seu Projeto Político Pedagógico, a mesma tem como missão proporcionar aos estudantes uma educação de qualidade - indispensável para o exercício da cidadania - numa perspectiva de realização pessoal, aperfeiçoamento constante e envolvimento social solidário.

Os interlocutores da pesquisa foram dezessete alunos do terceiro ano do Ensino Médio. Os referidos estudantes foram escolhidos em virtude de possuírem curiosidades com relação à compreensão dos fenômenos físicos por eles vividos, em suas realidades e contextos, considerando que o sucesso do pesquisador, assim como '[...] o sucesso do docente depende da cooperação ativa do aluno''(LABAREE, 2000, p.228).

Os instrumentos de coleta de dados foram questionários semiestruturados, abrangendo dez questões, pois este 'combina questões fechadas (ou estruturadas) e abertas, onde o entrevistado tem a possibilidade de discorrer o tema proposto, sem respostas ou condições prefixadas pelo pesquisador' (MINAYO, 2004, p.108), observações com foco na interação dos alunos com o experimento, e os respectivos registros das mesmas, com a finalidade de acompanhar o processo de construção de aprendizagem dos alunos sobre os assuntos que estavam sendo trabalhados e entrevistas semiestruturadas, pois conforme Minayo afirma 'suas qualidades consistem em enumerar de forma mais abrangente possível às questões onde o pesquisador quer abordar no campo, a partir de suas hipóteses ou pressupostos, advindos, obviamente, da definição do objeto de investigação' (1999, p.121).

- O questionário contendo perguntas dissertativas acerca dos fenômenos observados através da atividade experimental, referente ao estudo da Física Moderna Contemporânea, por meio do estudo da Espectroscopia, foi aplicado em duas situações: antes da realização do experimento e após a realização do mesmo e da abordagem teórico-prática;

A abordagem teórico-prática se deu no período de três semanas, por meio de apresentação de slides, contendo figuras ilustrativas e simulações computacionais, uma vez que estas desempenham um papel fundamental no ensino e aprendizagem de Física. As simulações computacionais permitem aos estudantes o desenvolvimento e a construção de modelos mentais estruturados de sistemas físicos, contribuindo assim para uma aprendizagem mais sólida dos conceitos físicos.

Os questionários entregues aos alunos uma semana antes da realização da atividade experimental foram propostas com o objetivo de identificar os conhecimentos prévios que os mesmos possuíam a respeito do tema em estudo. Já o questionário que foi proposto aos discentes, posteriormente à aplicação do experimento e da abordagem teórica, também de cunho dissertativo, teve como

finalidade a possibilidade de comparar as respostas dos alunos antes e após a inserção da FMC, assim como sensibilizar os estudantes para uma nova fenomenologia, que não tem explicação tomando como base os conhecimentos atuais dos mesmos (Física Clássica). Além disso, foi averiguado se os estudantes conseguiram estabelecer relações entre os fenômenos observados através do experimento e os conceitos estudados sobre Física Moderna e Contemporânea, através do estudo da Espectroscopia.

Para análise dos dados coletados, foi utilizado a Análise de Conteúdo, proposto por Bardin (1997), tal método pode ser definido como 'um conjunto de técnicas de análise das comunicações, que utilizam procedimentos sistemáticos e objetivos da descrição do conteúdo das mensagens' (BARDIN, 1997, p.38). De modo que o interesse por esta técnica não está baseado apenas na descrição de informações, mas sim nos ensinamentos que o seu resultado pode revelar.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Com base nas análises quantitativas e qualitativas realizadas, retoma-se o problema dessa pesquisa, a fim de respondê-lo: ' De que forma a Física Moderna Contemporânea impacta nos processos de construção de aprendizagem dos alunos, auxiliando-os a compreender o mundo que os cerca?'.

Acredita-se que, por meio do desenvolvimento desse projeto de inserção da Física Moderna Contemporânea no Ensino Médio, foi possível constatar que a mesma impacta positivamente na construção do conhecimento científico, uma vez que foi possível levar os alunos a compreenderem a Física como um elemento presente em suas vidas, percebendo-a como uma ciência próxima a eles. Nesse sentido, 'ensinar adquire novos significados para relacionar-se com as novas tecnologias da comunicação, para ler e entender melhor a realidade [...] (CARBONELL, 2002, p.16)'.

Entende-se que, apesar da FMC ser considerada por muitos estudiosos, um conteúdo, matematicamente complexo de ser desenvolvido com os estudantes, é viável inseri-la conceitualmente com o auxílio didático das atividades experimentais e simulações computacionais. Tais recursos foram ferramentas facilitadoras do processo de aprendizagem dos alunos, contribuindo assim para uma formação que contemple o '[...] entendimento do mundo criado pelo homem atual, bem como a inserção consciente, participativa e modificadora do cidadão neste mesmo mundo [...] (TERRAZAN, 1992, p.210)'.

- O professor juntamente com a escola desempenha um importante papel na construção dos alunos, enquanto cidadãos críticos e autônomos que possam atuar de forma eficaz na compreensão dos fenômenos que os cercam, transcendendo o senso comum.

Percebe-se, por meio desse trabalho a importância e a possibilidade de se inserir satisfatoriamente a FMC no Ensino Médio, pois, a mesma contribuiu significativamente para a aprendizagem dos conhecimentos contextualizados com o cotidiano dos alunos, bem como para o desenvolvimento profissional do professor. Nesse sentido é possível concluir também, que as '[...] as inovações e as mudanças não devem limitar-se a algumas atividades isoladas e esporádicas, mas sim fazer

parte da vida da classe e da dinâmica e funcionamento da escola (CARBONELL, p. 32, 2002)'

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BARDIN, Ludmila. Análise de Conteúdo . Lisboa, Portugal; Edições 70, LDA, 2009.

CARBONELL, JAUME. A Aventura de Inovar : a mudança na escola. Porto Alegre. Artmed, 2002. Coleção inovação Pedagógica.

CHRISTOV, Luiza Helena da Silva. Teoria e Prática : O enriquecimento da própria experiência in O Coordenador Pedagógico e a Educação Continuada. 8ª edição. São Paulo: Loiola, 2005.

CUNHA, Antônio Geraldo. Dicionário etmológico da língua portuguesa . 3 ed. Rio de Janeiro: Lexikon, 2007.

CUNHA, Maria Isabel da; FERNANDES, Cleoni M. B. ; FORSTER, Mari M. dos Santos; BROILO, Cecilia Luisa; et al. As Políticas Públicas de Avaliação e Docência: impactos e repercussões . CUNHA, Maria Isabel da. (Org.). Formatos Avaliativos e Concepção de Docência. Campinas, SP: Autores Associados, 2005. (Coleção educação contemporânea).

ESTEVE, José Manuel. IV mudanças sociais e função docente. In Nóvoa, Antônio (Org.) Profissão professor . 2º edição. Porto: Porto, 1999. Coleção ciências da educação.

LABAREE, D. (2000a). 'No exit: public education as an inescapably public good'. In: CUBAN, L & SHIPPS, D. (org.) Reconstructing the cammon good in education . Stanford, CA: Stanford University Press, p. 110-129.

MYNAYO, Maria Cecília de Souza. (Org.). Pesquisa social : teoria, método e criatividade. Petrópolis: Vozes, 2000.

OSTERMANN, F; MOREIRA, M. A. Atualização do currículo de física na escola de nível médio : um estudo dessa problemática na perspectiva de uma experiência em sala de aula e da formação Inicial de professores¹. Cad. Cat. Ens. Fís, São Paulo, v. 18, n.2,p.135-151, 2001

SÉRÉ; Marie-Geneviève; COELHO, Suzana Maria; NUNES, Antônio Dias. O papel da experimentação no ensino da física . Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.20, n.1, p. 30-42, abril, 2003.

TAVARES, José. Formação e Inovação no Ensino Superior . 1ª edição. Porto: Porto, 2003.

TERRAZZAN, E. A. A inserção da física moderna e contemporânea no ensino de física na escola de 2º grau? Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v. 9, n. 3, p. 209-214, dez. 1992.

ZANCHET, Beatriz Maria Boéssio Atrib; CUNHA, Maria Izabel. Políticas da Educação Superior e Inovações Educativas na Sala de Aula Universitária. In Cunha, Maria Isabel (Org.) Reflexões e Práticas em Pedagogia Universitária . 1º edição. São Paulo: Papiros, 2008. Coleção magistério Formação e trabalho pedagógico.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_