UM OLHAR DA TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA PARA UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO SOBRE RADIOATIVIDADE BASEADA NA ESTRUTURA DA TLS.

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## UM OLHAR DA TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA PARA UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO SOBRE RADIOATIVIDADE BASEADA NA ESTRUTURA DA TLS.

## Carlos Alexandre dos Santos Batista , Maxwell Siqueira 1 2

- 1 Universidade Estadual de Santa Cruz/Departamento de Ciências Exatas e Tecnológica, casbatistauesc@gmail.com

## Resumo

Buscando contribuir para a inserção da Física Moderna e Contemporânea na Educação Básica e na possível atualização do currículo de Física, foi elaborada uma sequência de ensino aprendizagem sobre o tema radioatividade, a partir dos pressupostos teóricos da Teaching Learning Sequence (TLS). Esses pressupostos nortearam a construção da sequência apoiados nos seguintes aportes teóricos: perspectiva problematizadora; pertinência do tema aos contextos globais e locais; as fases que compõem o desenvolvimento de uma TLS e as justificativas teóricas. Esses aportes permitem a TLS um lugar diferenciado na literatura do ensino de ciências, quanto elaboração de sequências de ensino aprendizagem. Após a elaboração da sequência de ensino sobre o tema radioatividade, analisamos, a priori, por meio da teoria da Transposição Didática (TD) a possibilidade da sobrevivência dos saberes contidos na sequência. Para isso, identificamos as potencialidades existentes na sequência em relação às características que devem ser observadas em um saber a ensinar, para que este possa, de fato, ser transposto para a sala de aula. Essas características classificam o saber da seguinte forma: consensual; atualidade moral e biológica; operacional; criativo e terapêutico. Os quais, sob o olhar da TD definem se um saber pode se tornar ensinável e ter condições de sobreviver ao sistema didático escolar. Essa análise, a priori, da Transposição Didática nos permitiu aferir que a sequência de ensino aprendizagem sobre o tema radioatividade tem grandes possibilidades de contribuir para a inserção da Física Moderna e Contemporânea nos currículos de Física do Ensino Médio. E grandes potencialidades de sucesso nas implementações dos conteúdos em sala de aula.

Palavras-chave : Física Moderna e Contemporânea; Física Nuclear; TLS

## Introdução

O continuo desenvolvimento do conhecimento científico e a insatisfação com o ensino de Ciências, em especial o de Física, tem criado uma crescente demanda entre pesquisadores e professores para a necessidade de uma inovação no currículo de Física da Educação Básica. Nessa perspectiva, a Física Moderna e Contemporânea (FMC) pode se apresentar como uma alternativa para a mudança curricular, uma vez que, além de introduzir conteúdos mais atuais, possibilita a utilização de novas metodologias.

Com efeito, nas últimas duas décadas, pesquisas têm se acumulado argumentando a favor da inserção de tópicos de FMC no Ensino Médio (EM) (OSTERMANN; MOREIRA, 2000; SIQUEIRA, 2006). Contudo, apesar das tentativas de atualizações curriculares, são poucas as propostas que se apoiam em referenciais para a sua construção, preocupando-se no como ensinar os conteúdos.

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Ademais, alguns estudos revelam uma enorme carência de aplicações das propostas em sala de aula (TIMM, 2012).

Dentro desse contexto, foi elaborada uma sequência de ensino aprendizagem sobre Física Nuclear (FN), abordando especialmente a radioatividade. A sequência tem como base os pressupostos teóricos da Teaching Learning Sequences (TLS) (LIJNSE; KLAASSEN, 2004), a qual será analisada, a priori, a partir dos critérios e regras de sobrevivência dos saberes da teoria da Transposição Didática (TD) (CHEVALLARD, 1991).

## A Teaching Learning Sequences - TLS

A TLS como conhecida na literatura internacional do ensino de ciências, se pauta na ideia do desenvolvimento, implementação, avaliação e reestruturação de Sequências de Ensino Aprendizagem (SEA), relativamente curtas (sessões específicas ou sequência de um tópico específico). É desenhada a partir de um contexto de caráter global, regional e local. Constitui-se em uma construção didática diferenciada, que envolve justificativas teóricas para a escolha do conteúdo científico a ser ensinado. Tem uma perspectiva problematizadora em relação ao contexto em que professores e alunos estão inseridos, permitindo aos alunos despertarem necessidades próprias de estenderem seus conhecimentos em uma determinada direção científica. (LIJNSE; KLAASSEN, 2004)

Segundo Lijnse e Klaassen (2004), a TLS está dividida em seis fases: A fase 1 - orienta evocando um interesse global, e o motivo de um estudo do tópico em questão. A fase 2 - estreita esse motivo global para a necessidade de conteúdo específico e mais conhecimento. A fase 3 - entendendo o conhecimento existente dos alunos, a partir do motivo global, necessita-se de um conhecimento específico. A fase 4 - aplica este conhecimento em outras situações. A fase 5 - cria através da reflexão sobre os conhecimentos desenvolvidos, necessidades de uma orientação teórica. A fase 6 - o desenvolvimento dentro desta orientação busca conhecimento mais teórico. Essas fases compreendem, tanto a perspectiva da problematização, quanto das justificativas teóricas encontradas na literatura do ensino de Ciências.

Segundo Soares (2011), essas propostas de trabalhos com inovações curriculares em nível micro, ao invés de reformulações por segmento ou mesmo anuais, representam saídas para o ensino e permitem aumentar o interesse dos alunos pelo estudo da Física. Além disso, aponta caminhos com menor resistência na questão da análise e reformulação do currículo. Assim, a TLS pode ser vista como uma " estrutura didática' que será validada pelo tempo, à medida que sobrevive ao sistema didático, negocia com os riscos que se apresentam e supera as dificuldades didático-pedagógicas. (PIETROCOLA, 2008)

## A SEA sobre radioatividade e suas aproximações com a TLS .

Na elaboração da SEA sobre radioatividade, foi levado em consideração o contexto local e social da região (futuro transporte de minério de ferro extraído na ferrovia Oeste-Leste) . O qual, possibilita ampliar as discussões para contextos mais 1

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globais (acidentes nucleares, Fukushima em 2011, Chernobil em 1986, acidente de Goiânia), atendendo de imediato, as fases 1 e 2 da TLS .

Segundo Pietrocola (2008), esses aspectos são essenciais para identificar quais saberes escolares possuem maiores chances de sobreviver e torna-se um saber ensinável em sala de aula.

Para atender a fase 3 , buscamos na literatura as justificativas teóricas para a escolha do tema radioatividade e sua importância para a atualização do currículo de Física. ( OSTERMANN; MOREIRA, 2000; TIMM, 2012)

Segundo Timm (2012), de 1310 artigos dos principais periódicos de ensino de ciências analisados entre os anos de 2005 a 2010, somente 123 artigos eram sobre FMC e, apenas 04 eram sobre Energia Nuclear/Radioatividade. O fato importante desse levantamento é que, esses artigos abrangiam tanto o nível do Ensino Superior quanto Médio. Esse levantamento reforça a necessidade de inserir conteúdos de FMC, principalmente os de Física Nuclear no EM.

Para atendermos as fases 4, 5 e 6 , elaboramos uma SEA com 12 aulas, conforme cada uma das fases da TLS. Visando em um primeiro momento, contextualizar o conteúdo através de vídeos curtos que envolviam acidentes e contaminação radioativa, para problematizar a questão local, regional e global da TLS.

Com o intento dos estudantes explicitarem suas concepções, foi elaborado um questionários com quatro questões, a saber, o que os assuntos mostrados nos vídeos tem haver com a Física? Quais elementos químicos são falados nos vídeos? O que esses elementos tem de interessante? As questões tratadas nos vídeos me afetam? por que?

Assim, o professor pode identificar as concepções dos alunos e problematizar o contexto local suscitando-lhes a necessidade de estenderem seus conhecimentos existentes em uma direção científica (conhecimentos específicos de Física para esta área).

Em outro questionário também com quatro questões, a saber, 1 . O que torna alguns elementos radioativos e outro não? 2 . O que é radiação? 3. A radiação é boa ou ruim? 4. Como a radiação pode afetar o seres vivos, e quais medidas de segurança devem ser tomadas? Essas questões são respondidas pelos alunos e entregues ao professor que irá, a partir das respostas dos alunos, ao decorrer de todas as aulas, responder através de atividades cada uma das questões.

Essas questões vão delinear a estruturação das 12 aulas, pois cada uma delas permite que o professor, atento ao que foi exposto pelos alunos, as coloque como pergunta inicial da aula e no decorrer das atividades vai retomando-a para que os alunos compreendam os objetivos da aula, e os conceitos de Física por trás de cada pergunta.

Dentro dessas aulas, destacamos duas atividade criativas, que permitem aos estudantes entenderem a instabilidade do núcleo atômico. Uma delas é construída a partir de pequenas bolinhas de isopor que são coladas, umas as outras, com fita crepe. Em um certo momento, começam a se desprender uma das outras, e eles começam a perguntar: porquê isso acontece? Juntamente com o professor os conceitos físicos por trás do fenômeno observado são sistematizados. O objetivo é responder a questão 1 e dar continuidade as próximas aulas.

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A outra atividade promove o trabalho coletivo dos estudantes que vão organizar (como se fosse um dominó), as peças (elementos químicos) até chegar a um elemento estável e não mais radioativo. Essa atividade permite colocar em prática os conceitos aprendidos durante a realização das atividades, e suas compreensões sobre a transmutação dos elementos químicos radioativos, os decaimentos alfa, beta e gama, o conceito de meia vida desses elementos, a relação entre elementos isótopos (variantes de um elemento químico particular) que compartilham o mesmo número de prótons, mas cada isótopo difere dos outros em seu número de nêutrons.

- A importância dessa atividade se estabelece quando possibilita ao professor, identificar indícios de aprendizagem individuais e coletivas nos estudantes, e as lacunas de aprendizagem que ocorreram no decorrer de todas as aulas (conceitos que não ficaram bem compreendidos durante as atividades). Ela permite identificar também lacunas da SEA, possibilitando futura reestruturação, para ser novamente implementada em sala de aula.

## A Transposição Didática e a sobrevivência do saber.

- O conhecimento apresenta-se em forma de conteúdos, a partir de um conjunto de saberes, ou saber de referência que o contexto social vigente compreende como necessário a serem transmitidos às novas gerações(DOMINGUINI, 2011). Assim, às várias transformações adaptativas que um conteúdo do saber, tendo sido designado como Saber Sábio, sofre para tomar lugar entre os objetos de ensino, é chamado por Yves Chevallard de Transposição Didática. (SIQUEIRA, 2006)
- O conceito de Transposição Didática (TD) foi proposto inicialmente pelo sociólogo Michel Verret em 1975. Em 1982, Ives Chevallard e Marie-Alberte Johsua resgatam-no e fazem uso deste conceito, tornando-o conhecido e divulgado na área de ensino de ciências e matemática, através de um trabalho cujo objetivo era analisar e discutir o conceito matemático de distância.
- A TD segundo Siqueira (2006), possui três níveis ou patamares, nos quais o saber deve ser compreendido: o Saber Sábio, o Saber a Ensinar e o Saber Ensinado. Esses níveis possuem suas próprias identidades, caracterizadas por suas comunidades autônomas e por seus representantes, membros ou grupos.
- O Saber Sábio, diz respeito ao original, tomado com referência para a formação da disciplina escolar é forjado no interior da comunidade científica onde também sofre várias transformações até torna-se público. Possui uma linguagem impessoal e depurada que não retrata as características históricas e epistemológicas da sua construção, nem do autor da sua produção. O conhecimento, sofre um processo de descontextualização (perda do contexto original), por um processo que Chevallard denomina de despersonalização .(SIQUEIRA, 2006)
- Já o Saber a Ensinar, corresponde a uma primeira transformação, saber sábio em saber a ensinar, processo denominado de Transposição Didática Externa . Pode ser compreendido pela materialização das produções de livros didáticos, manuais de ensino para a formação universitária e professores do ensino médio. É reestruturado em uma linguagem adequada ao ensino de uma forma lógica e atemporal. Tem como membros influentes, os autores de livros didáticos, especialistas, professores, a opinião pública em geral. (SIQUEIRA, 2006)

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O Saber Ensinado, segunda transformação sofrida pelo saber, processo denominado de Transposição Didática Interna, pois ocorre no interior do espaço escolar e sofre adaptações ao tempo didático (ajustes para o sequenciamento da aulas). O professor é o principal responsável por adequar o conhecimento dos livros didáticos (Saber a Ensinar) para o saber que vai efetivamente para os estudantes, Saber Ensinado. Apesar disso, sofre influências e interferências internas e externas do ambiente escolar. Isso implica que outros interesses, além dos seus, sejam levados em consideração no processo.

Segundo Siqueira (2006), permeando os três, há uma esfera de ação, chamada de Noosfera, onde os protagonistas são formados por pessoas e/ou instituições sociais, econômicas e políticas, que influenciam no sistema educacional e consequentemente, nas transformações sofridas pelo saber.

Na Noosfera, ocorrem conflitos inevitáveis às transformações dos saberes, torna-se constante, as negociações entre os autores das diferentes esferas sociais, autores de livros didáticos, políticas públicas, professores, pais, especialistas, instituições, pesquisadores. Os quais negociam seus interesses e pontos de vistas sobre, qual Saber Sábio deve tornar-se Saber Ensinado.(ALVES-FILHO, 2000)

Não obstante, como ferramenta de análise, a TD consegue fazer uma triagem desde a origem da produção do Saber Sábio até sua chegada em sala de aula. Deixando a cargo dos agentes da Noosfera o papel de selecionar os saberes que passaram pelas transformações adaptativas para tomar lugar entre os objetos de ensino (conteúdos dos livros didáticos).(SIQUEIRA, 2006).

Contudo, para que esse saber tenha a possibilidade de sobreviver em sala de aula, Chevallard (1991) aponta alguns indícios e características relevantes que o saber deve apresentar para permanecer no sistema didático, as quais são:

Consensual , existe um status de "verdade" no saber que deve ser mantido quando este chega à sala de aula. O professor precisa está seguro quanto a verdade do Saber a Ensinar. Para isso, elimina-se aquele saber que para a ciência não é tido como verdadeiro. A fim de que, os educandos não tenham dúvidas sobre os saberes aprendidos.

Atualização , apresenta-se de duas formas: atualidade moral, ligada ao currículo, revela-se quanto importância reconhecida pelos membros da Noosfera. A atualidade biológica, ligada a sua área de conhecimento. O saber transposto deve estar de acordo com a ciência vigente e os conceitos que foram superados pelo tempo devem ser ensinados apenas em uma perspectiva histórica.

Operacional , o saber deve ser capaz de gerar sequências com atividades, exercícios, tarefas que tenham como meta a conceituação do saber. Essa importante característica está ligada a avaliação. Saberes que não são capazes de proporcionar atividades e avaliações da aprendizagem dos educandos estarão vulneráveis ao fracasso.

Criatividade didática , implica na criação de atividades de uso exclusivo da escola, objetos que não possuem similares no Saber Sábio, criações que tem existência garantida somente na sala de aula, como por exemplo, os vasos comunicantes, associação de resistores e escalas termométricas. Os quais, não foram problemas de pesquisa para a Ciência, mas objetos didáticos criados para o contexto de sala de aula.(ALVES-FILHO, 2000; BROCKINGTON, 2005; SIQUEIRA, 2006)

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Terapêutico , o saber deve se adaptar ao sistema didático, só permanece na escola, o saber que teve seus limites de certezas verificados, aqueles que não o são ficam de fora. A essa característica, o saber sobrevive quando conseguir superar as vicissitudes do sistema didático e negociar com os interesses da sociedade como um todo, indicando se sobrevive ou não em sala de aula.(PIETROCOLA, 2008)

Além dessas características estabelecidas por Chevallard, Siqueira (2006) revela que Astolfi ao analisar o processo de Transposição Didática, estipula algumas regras ligadas a elas, que descrevem as transformações do Saber Sábio em Saber a Ensinar sendo definidas como:

Regra I - Modernização do saber escolar , associada a uma necessidade de legitimar o programa das disciplinas e garantir um lugar desses saberes no currículo escolar. É realizada por especialistas, e outros agentes da Noosfera que percebem a necessidade de colocar em dias os conteúdos de ensino visando aproximá-los dos conhecimentos acadêmicos (SIQUEIRA, 2006).

Regra II -Atualização do saber, deve existir uma renovação, e/ou reatualização do saber, pois naturalmente os saberes em determinados tempos históricos deixam de ser atuais e envelhecem perante as exigências do sistema didático e a sociedade. O saber perde sua atualidade e deixa de ser reconhecido pelo saber original (Saber Sábio), que ao se distanciar do saber original se aproxima dos saberes dos pais, banalizando o saber (SIQUEIRA, 2006).

Regra III - Articulação do saber novo com o antigo , apresentado aos estudantes, o saber deve estabelecer uma articulação com o saber antigo de forma a não negá-lo ou refutá-lo. Deve-se evitar nos educandos, a visão de que o novo saber escolar torna-se ao longo dos anos instável, e por isso passível de substituição por um novo que virá sempre em seguida. Evita-se com isso, possíveis dificuldades na condução do processo de ensino (BROCKINGTON, 2005).

Regra IV - Transformação de um saber em exercícios e problemas , esta regra reflete no elevado grau de importância do processo de transformação do saber. Dar origem a um elo de ligação com as avaliações. Revela-se através do desenvolvimento de habilidades e competências que os educandos adquirem para resolver problemas e exercícios, cuja avaliação resumi-se em certo ou errado, a partir da valoração numérica do resultado (SIQUEIRA, 2006).

Regra V - Tornar um conceito mais compreensível , para o saber tornarse um conceito mais compreensível são necessários criações de objetos didáticos que permitam a inserção de elementos facilitadores do aprendizado, uma espécie de linguagem apropriada para facilitar a compreensão dos que ainda estão sendo iniciados ao tipo de saber que deseja ensinar (SIQUEIRA, 2006).

Assim, as características indicadas por Chevallard, associadas diretamente as regras apontados por Astolfi, nos permitem olhar através da TD para a sobrevivências dos saberes presentes na SEA sobre a radioatividade e as potencialidades de sucesso de sua implementação em sala de aula .

Análise da SEA sobre radioatividade a partir das características e regras da TD.

Para fazermos esta análise, tentaremos traçar uma relação entre as características apontadas por Chevallard e as regras indicadas por Astolfi, a fim de

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mostrar que, olhar para a sobrevivência do saber radioatividade em sala de aula, é o mesmo que olhar para o processo de validação da SEA elaborada. Pois a sobrevivências dos saberes dependem muito de como são inseridos no contexto de sala de aula.

Com efeito, associando a característica consensual a regra I , e olhando para a sequência, vemos que o tema radioatividade, apresenta-se consequentemente, como um conhecimento atual de grande relevância social. Atende uma demanda que recai sobre a escola em discutir temas atuais e sobre os pesquisadores, que visam contribuir para a inovação curricular do ensino de ciências.

Ao associar as características de atualização moral e biológica com a regra II , percebemos que o tema radioatividade como parte da Física Nuclear e consequentemente FMC, revela-se como forte candidato a sobreviver, quando tem sua importância evidenciada, a partir dos impacto gerados sobre a sociedade (acidente de Fukushima, aplicações em laboratórios modernos, na medicina, na agricultura, na produção de energia elétrica em larga escala e nos fins bélicos). Não sendo mais um conhecimento de fronteira, exigi dos agentes da Noosfera um olhar especial para a necessidade de renovação, e/ou reatualização do saber escolar para possibilitar a compreensão da sociedade dessas aplicações através do ensino de Ciências.

Articulando as características operacionais e criatividade didática com a regra III e IV , podemos perceber através da sequência de ensino que o saber radioatividade possibilitou a elaboração de atividades criativas como da instabilidade nuclear, com bolinhas de isopor, e o dominó radioativo, as quais necessitam se articular com conceitos antigos do núcleo atômico e analogias, sem refutá-los. Isso permite uma melhor compreensão dos conceitos novos. Além disso, essas atividades, por assim dizer, lúdicas, possibilitam os educandos adentrarem no universo da imaginação, de forma menos complexa (linguagem matemática avançada), que os permitem adequadamente compreender os conceitos por trás das atividades e dos exercícios propostos pela sequência.

Contudo, a característica terapêutica da TD, não pode ser analisada, nem associada neste momento com a regra V de Astolfi, pois como nossa intenção foi olhar, a priori, para a sequência de ensino e o saber radioatividade, antes de ser implementada em sala de aula, não podemos aferir sobre essa característica. Porém, dos indícios relevantes e potencialidades apresentadas na sequência a partir do saber radioatividade, visualizamos possíveis sucessos na implementação em sala de aula.

E olhando apenas para a regra V de Astolfi, vemos que ao permitir a elaboração de duas atividades criativas na sequência de ensino, o saber radioatividade mostra-se capaz de proporcionar situações de ensino em que essas atividades facilitam, quando bem articuladas pelo professor, uma melhor compreensão dos conceitos da radioatividade.

## Considerações Finais

Acreditamos, depois dessa análise que, a SEA elaborada mostra-se como um caminho em potencial para a inserção dos conteúdos de FMC no EM. Entendemos que, o seu caráter curto, coerente com o contexto social, político,

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econômico e tecnológico, em que a escola está inserida. Sua preocupação com o ensino e aprendizagem dos educandos, pode proporcionar mais interesses dos jovens pela Ciência moderna. Consequentemente, o saber radioatividade, devido a todas as contribuições que o seu entendimento pode favorecer, mostra-se também, um forte candidato à estar presente no currículo de Física do EM.

Assim, dentro do contexto da Transposição Didática dos conteúdos de FMC para o EM, pode-se pensar que a sobrevivência dos saberes transposto para a sala de aula, também dependem, de certa forma, da validação da SEA como ferramenta metodológica que permiti gerenciar os conteúdos dentro do tempo didático, criar atividades inovadoras e possibilitar avaliações sobre o aprendizados dos educandos.

## Referencias

ALVES FILHO, José Pinho. Atividades Experimentais: Do método à Prática Construtivista . Florianópolis: UFSC, 2000. 302 p. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Educação, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2000.

BROCKINGTON, Guilherme. A Realidade escondida: a dualidade onda-partícula para estudantes do Ensino Médio.São Paulo: USP, 2005. 268 p. Dissertação (mestrado) -Curso de Pós-Graduação em Ensino de Ciências -IF/IQ/FE ,Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.

CHEVALLARD, Yves. La Transposicion Didactica : Del saber sabio al saber enseñado.1ª ed. Argentina: La Pensée Sauvage,1991.

DOMINGUINI, Lucas. A Transposição Didática como Intermediadora entre o Conhecimento Científico e o Conhecimento Escolar. Revista Eletrônica de Ciências da Educação , Campo Largo, v. 7, n. 2, nov. 2008.

LIJNSE, Piet; KLAASSEN, Kees (2004) Didactical structures as an outcome of research on teaching-learning sequences? International Journal of Science Education , v. 26, p. 537-554, 2004.

OSTERMANN, Fernanda; MOREIRA, Marcos Antonio. Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa 'física moderna e contemporânea no ensino médio . ' Investigação em Ensino de Ciência . Porto Alegre. V.5, n.1, mar. 2000.

PIETROCOLA, M. Inovação Curricular em Física: Transposição Didática e a Sobrevivência dos Saberes. In: Encontro de Pesquisa em Ensino de Física EPEF- 2008 - Curitiba,PR.

SIQUEIRA, Maxwell. Do visível ao indivisível: uma proposta de Física de Partículas Elementares para o Ensino Médio. São Paulo: USP, 2006. 166 p. Dissertação (mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Ensino de Ciências IF/IQ/FE, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.

SOARES, R; TATO, A. Transposição Didática, a utilização das "Teaching-Learning Sequences (TLS) " como Ferramentas de Otimização. In: XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física - SNEF 2011 - Manaus, AM.

TIMM, Noé Ricardo. Física Moderna e Contemporânea e a Saúde : uma proposta envolvendo energia nuclear e radioatividade na formação inicial de professores. Santa Maria: UFSM, 2012. 168 p. Dissertação (mestrado)-Curso de Pós-Graduação em Ensino de Ciências, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.

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