Uma análise sobre a apresentação histórica do conceito de Energia nos livros didáticos Física do Ensino Médio selecionados no PNLD

## Uma análise sobre a apresentação histórica do conceito de Energia nos livros didáticos Física do Ensino Médio selecionados no PNLD

## Matheus Furtado da Silva Netto¹ Andreia Guerra²

¹ Mestrando no programa PPECM do Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ), mathpdm@gmail.com ²Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ), aguerra@tekne.pro.br

## Resumo

O conceito de Energia é utilizado em diversos tópicos das Ciências da Natureza, área do conhecimento que engloba as disciplinas de Química, Biologia e Física, mas sua conceituação é feita principalmente nas aulas de Física. Contudo, O conceito de Energia é de difícil compreensão e leva os alunos, na maioria das vezes, a construção de concepções errôneas. Nesse sentido, autores como Martins (1984), Valente (1999), Assis e Teixeira (2003) defendem a utilização da História da Ciência como uma alternativa para o ensino do conceito de Energia. No entanto, para que tais discussões sejam realizadas, é fundamental uma abordagem histórica nas discussões iniciais sobre o conceito de Energia. Sendo os livros didáticos a principal, e por vezes as únicas, fonte de consulta sobre História da Ciência que os professores do Ensino Médio tem acesso, este trabalho analisa como a História da Ciência é apresentada e quais aspectos são abordados nas obras presentes no Programa Nacional do Livro Didático do ano de 2012.

Palavras-Chave : Energia, História da Ciência, Livros Didáticos

## Introdução

O conceito de energia é essencial no ensino das Ciências da Natureza, área do conhecimento que engloba as disciplinas de Química, Biologia e Física. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (BRASIL, 2002) há a necessidade de uma compreensão atualizada do conceito de Energia como algo que não é 'da Física', 'da Química' ou 'da Biologia', mas sim de um conceito que transita entre as disciplinas.

Contudo, sua conceituação é feita basicamente nas aulas de Física do Ensino Médio (EM), o que dá uma maior responsabilidade ao professor desse conteúdo, uma vez que o progresso do aluno em outros assuntos depende da assimilação desse conceito.

Nesse sentido, autores como Martins (1984), Valente (1999), Assis e Teixeira (2003) defendem a utilização da História da Ciência como uma alternativa para o ensino do conceito de Energia. Segundo os autores, a HC permite uma compreensão mais globalizada do assunto e, ao mesmo tempo, possibilita a percepção que teorias cientificas estão em constante mudança.

No entanto, para que tais discussões sejam realizadas, é fundamental uma abordagem histórica nas discussões iniciais sobre o conceito de Energia. Nesse sentido, os livros didáticos são parte essencial do processo, já que são

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26 a 30 de janeiro de 2015

eles a principal, e por vezes as únicas, fonte de consulta sobre a HC que os professores do EM dispõe (LEITE, 2002; PEREIRA e AMADOR, 2007).

Dessa forma, esse trabalho se propõe a analisar como a História da Ciência (HC) é abordada nos capítulos de Energia dos LD selecionados pelo Guia de Livros Didáticos - PNLD 2012. Além disso, propõe analisar também a forma como a HC é apresentada.

## As barreiras para o conceito de Energia

O conceito de Energia é de difícil compreensão e leva os alunos, na maioria das vezes, a construção de concepções errôneas, como apontam os estudos de Higa (1988), Driver (1994), Henrique (1996), e Souza Filho (1987). Em seu trabalho Driver (1994) categorizou os principais equívocos conceituais dos alunos:

- a) concepção antropocêntrica, em que a energia é associada a
- b) objetos vivos; energia associada à força e movimento;
- c) energia como combustível;
- d) energia como um fluido; um ingrediente ou um produto;
- e) energia armazenada ou como um agente causal armazenado em objetos.

Tais dificuldades convergem para uma conclusão de que nem sempre é possível explicar ou definir de forma clara e delimitada alguns dos conceitos que fazem parte do conhecimento científico. De fato, diversos autores defendem que é 'impossível' definir Energia:

É importante ter consciência que apesar dos desenvolvimentos da física do séc XX não sabemos o que a energia é (Feynman, 1966).

Ninguém sabe o que a energia realmente é. O físico encontra-se quase no mesmo dilema que o leigo (Bergmann e Schaefer, 1998).

Não sabemos responder à questão, o que é realmente a energia (Dransfeld, Kienle e Kalvius, 2001)

Embora energia nos seja familiar, é difícil defini-la, pois ela não apenas é uma 'coisa', mas uma coisa e um processo juntos - como se fossem um substantivo e um verbo (Paul G. Hewitt, 2008).

Sendo assim, como ensinar um conceito que não é definível?

Segundo Assis e Teixeira (2003), uma abordagem história proporciona aos alunos uma visão mais ampla e clara do processo de evolução dos conceitos que culminaram na ideia atual de Energia. Permitindo até a percepção de pontos similares entre o conhecimento do senso comum e o conhecimento científico no decorrer da história, fazendo com que os estudantes deixem de encarar as teorias científicas como dogmas ou verdades absolutas, imutáveis e inquestionáveis.

Nesse sentido, a análise dos LD consistiu na verificação da presença de trechos da HC nos capítulos referentes ao estudo de Energia.

## Metodologia da pesquisa

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Como destacamos, os objetos dessa pesquisa são os livros sugeridos pelo PNLD - do ano de 2012. Os livros sugeridos são selecionados a partir da avaliação de seis critérios gerais e comuns a todas as áreas do conhecimento, e de vinte e seis critérios específicos eliminatórios para o componente curricular da Física. No que diz respeito a HFC, o PNLD avalia se a obra:

Apresenta os conteúdos da Física considerando a sua contextualização, seja em relação a aspectos sociais históricos, culturais e econômicos, seja em relação àqueles do cotidiano em que suas utilizações se façam pertinentes, evitando a utilização de contextualizações artificiais para esses conteúdos (pag. 17),

além disso, o texto do PNLD de física, aponta que as obras devem utilizar:

- [...] abordagens do processo de construção das teorias físicas, sinalizando modelos de evolução dessas teorias que estejam em consonância com vertentes epistemológicas contemporâneas (pag 15).

No total, o PNLD disponibiliza dez obras para a escolha dos professores. Todas as obras (tabela1) foram consultadas para essa pesquisa.

Tabela 1: Relação de obras disponibilizadas pelo PNLD 2012

Para a análise da exposição do conteúdo histórico dessas obras utilizamos a análise de conteúdo (BARDIN, 2009). Dessa forma, após a leitura livre dos capítulos relacionados ao tema de Energia, passamos à construção das categorias temáticas. Com intuito de melhor delimitar a análise, foram construídas duas categorias, cada qual dividida em subcategorias, como indicado na tabela 2:

Categoria 1: Como a HC é apresentada nos livros.

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Tabela 2: Relação das categorias e subcategorias construídas

## Análise dos resultados

Dividimos a análise dos resultados em duas partes. Inicialmente apresentamos o resultado das análises nas tabelas 3 e 4. Em seguida, discutimos de forma mais detalhada os resultados encontrados.

Tabela 3: Resultado da analise da categoria 1.

Tabela 4: Resultado da analise da categoria 2.

Ao analisarmos os livros de verificamos que as obras B, C, D e G não fornecem uma abordagem histórica sobre o assunto. Dessas, as obras C, D e G iniciam suas seções com discussões conceituais entre Energia e Trabalho.

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Enquanto que a obra B começa o capítulo de Energia com textos introdutórios que se utilizam de exemplos de tipos de energia - elétrica, nuclear, térmica.

Tal fato também contraria os estudos citados nesse trabalho, que entendem como fundamental uma discussão sobre a HC na construção deste conceito de Energia, evitando apresentá-lo de forma arbitrária, sem qualquer contextualização histórica. Além disso, acaba deixando os alunos a mercê de interpretações causais, que acabam contribuindo para o fortalecimento do senso comum.

As obras A, E, F, H, I e J apresentam aspectos da HC nos capítulos de Energia, porém com características diferentes:

- 1) a obra A apresenta uma breve biografia de cientistas em 'boxes' separados do texto principal;
- 2) a obra E expõe, ao longo do texto principal, trechos de documentos onde cientistas como Joule, Feynman, Lavoisier e Einstein discursão o conceito de Energia;
- 3) a obra F apresenta biografias e relatos sobre a sociedade onde os cientistas estavam inseridos ao longo do capítulo;
- 4) a obra H contêm os mesmo aspectos da F, porém em uma seção destacada;
- 5) a obra I é a que mais enfatiza os aspectos da HC, sobretudo no texto principal do capítulo. Norteia as discussões sobre o conceito de energia apresentando a ideia de Vis-Viva e da conservação da razão 'mv²';
- 6) a obra J apresenta discussões interessantes sobre os experimentos de Joule e da relação de causa/efeito que resultaram no conceito atual de energia. Contudo, exibe tais aspectos em uma seção destacada no final do capítulo.

## Conclusão e algumas considerações

Baseados em um consenso entre pesquisadores da área de ensino, concluímos que a utilização de textos históricos, que possibilitam uma compreensão e que a falta deles acabam gerando concepções próprias, fortalecendo o senso comum dos alunos.

Neste sentido, é preciso apresentar quais eram os problemas que a comunidade científica buscava solucionar na época do surgimento do conceito de energia. Para que dessa forma os alunos possam refletir sobre os fatos e se familiarizarem com as discussões sobre Energia.

Dessa forma, eles seriam apresentados ao trabalho científico e poderiam comparar suas concepções pessoais com concepções já superadas dentro da própria evolução do saber científico, já que, segundo Henrique (1996), é possível constatar que o pensamento do senso comum parece guardar uma relação com a história dos conceitos de força e energia.

Seguido essa linha, a obra 'Física em Contexto' é a que mais se aproxima dessa proposta é a que mais se aproxima da proposta, apresentando e discutindo aspectos importantes da HC.

Quanto à falta de discussões históricas nas obras B, C, D e G, podemos apontar que elas não estão de acordo com o que é pedido pelo PCNEM e PNLD. Cabe ressaltar, contudo, que em outros capítulos essas obras apresentam algum tipo de contextualização histórica.

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Ainda nesse sentindo, podemos citar como uma alternativa para uma abordagem histórica o trabalho de Moraes (2011), onde a autora expõem as discussões de Mayer, Joule, Colding e Helmholtz. Além desse, há a possibilidade de consulta ao trabalho de Coelho (2012), aonde o autor discute o experimento de Joule e relação de causa/efeito que resultaram no que hoje conhecemos como Energia. Há, ainda, o trabalho de Hermamm e Guerra (2011) no qual a ferramenta chamada 'Narrativa Histórica' é utilizada na abordagem histórica e filosófica do conceito de energia.

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