FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA (FMC) NO EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO (ENEM): EM BUSCA DE QUESTÕES EXPLÍCITAS OU IMPLÍCITAS

## FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA (FMC) NO EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO (ENEM): EM BUSCA DE QUESTÕES EXPLÍCITAS OU IMPLÍCITAS

## Vailton Afonso da Silva , Gabriela Mendes Silva , Rafael Batista Madureira , 1 2 3 Vandeth Afonso da Silva 4

- 1 Instituto Federal do Norte de Minas Gerais Campus- Salinas, vailton.silva@ifnmg.com.br
- 2 Instituto Federal do Norte de Minas Gerais Campus- Salinas, gabriela.ifnmg.fisica@gmail.com
- 3 Instituto Federal do Norte de Minas Gerais Campus- Salinas, rafa\_salinas9@hotmail.com

4 E. E. Ione Silveira Mendes, vandeth0705@yahoo.com.br

## Resumo

Este trabalho apresenta uma análise das questões da prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) e Edital do exame de 2013, a fim de verificar se os mesmos cobram explicita ou implicitamente elementos de Física Moderna e Contemporânea (FMC). O Edital do ENEM apresenta uma 'Matriz de Referência' como referencial curricular do que será avaliado, bem como as competências e habilidades esperadas dos alunos. Consta no Edital, uma listagem de conteúdo curricular científico, chamado de Objetos de Conhecimento que contém o que deve ser estudado pelos candidatos. Será que elementos de FMC estão presentes nesta Matriz de Referência e nas questões do exame? Deparamos com uma incoerência entre as competências exigidas na Matriz, nos Objetos de Conhecimento e no próprio exame, pois encontramos 15 questões que exigem elementos de FMC na sua resolução, concordando com algumas competências da Matriz e discordando dos Objetos de Conhecimento de Física elencados no Edital do ENEM, onde não se exige claramente FMC. Entendemos que os elaboradores das questões do ENEM são influenciados pelo tema estruturador do PCN+ 'Matéria e Radiação' quando elaboram questões referentes ao Objeto de Conhecimento 'Oscilações, ondas, óptica e radiação' do Edital do ENEM, exigindo assim, mesmo que superficialmente, elementos de FMC nas questões do exame. Esse fato implica em limitações para os estudantes que realizam os exames e para os professores que, de certa forma, buscam a referência curricular do ENEM para planejar suas aulas. O ENEM e os PCNEM são documentos nacionais utilizados como guia por professores de todo Brasil. Assim, vimos à necessidade de concordância entre os mesmos e que os elementos de FMC fossem cobradas claramente na Matriz de Referência.

Palavras-chave : ENEM, FMC, PCNEM.

## Introdução

Os documentos oficiais ENEM, PCNEM, Guia PNLD dentre outros relacionados à educação estão sempre alertando sobre a importância de contextualizar o ensino, consequentemente, visto que as tecnologias estão cada vez mais presentes na sociedade, buscam relacionar o ensino nesse contexto tecnológico, dessa forma, a inserção da FMC no Ensino Médio é imprescindível concordando com Júnior Canato, (2003, p. 31) o qual diz que [...] 'discutir hoje a produção, transmissão e captação de sons e imagens, é muito diferente de décadas atrás, quando ainda não se conheciam transistores e chips microeletrônicos e nem se imaginava a possibilidade de rádio-transmissores de bolso'.

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26 a 30 de janeiro de 2015

A tarefa de propor os elementos de tecnologia de cada área, inclusive da ciência Física foi dos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) um documento oficial referência para os professores em âmbito nacional. Pela a tecnologia abranger diversas áreas dos PCNEM, estas, implicitamente, lidam com Física Moderna e contemporânea (FMC), mas é na área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias que a FMC se apresenta mais direta e explícita.

- O PCN (BRASIL, 1999, p.8) alerta a omissão dos desenvolvimentos realizados pela ciência Física durante e a partir do século XX e criticam a maneira que abordam a Física clássica ressaltando a importância de inserir elementos de FMC quando relata que:

Nunca é demais insistir que não se trata de se incorporar elementos da ciência contemporânea simplesmente por conta de sua importância instrumental utilitária. Trata-se, isso sim, de se prover os alunos de condições para desenvolver uma visão de mundo atualizada, o que inclui uma compreensão mínima das técnicas e dos princípios científicos em que se baseiam. (BRASIL, 1999, p.8)

- O PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+), propõe competências e habilidades indispensáveis aos alunos do Ensino Médio trazendo alguns temas estruturadores para nortear os professores no processo de ensino e aprendizagem, dentre eles temos: Movimentos: variações e conservações , Calor, Ambiente e Usos de Energia , Som, Imagem e Informação , Equipamentos Elétricos e Telecomunicações , Matéria e Radiação , Universo, Terra e Vida .

De acordo com Junior Canato, (2009, p. 9) Matéria e Radiação é, por excelência, um tema diretamente relacionado à FMC, porém quando se almeja que os estudantes aprendam em um contexto tecnológico os conteúdos a serem estudados os demais temas de Física (ou outra ciência) acabam por evidenciar a FMC quando se trata de outros assuntos.

Assim como os PCNEM apresentam os seis temas estruturadores o Exame Nacional do Ensino Médio também apresenta em Edital a Matriz de Referência e os Objetos de Conhecimentos necessários à realização do Exame. Entendemos que o ENEM é, atualmente, o exame em larga escala mais importante do Brasil, sobretudo, em função de seu papel no ingresso da Educação Superior tanto para o Programa Universidade para Todos (PROUNI), quanto para o Sistema de Seleção Unificado (SISU). De acordo com o MEC, foram 7.173.574 de inscritos em todo o País, em 2013. Os dados estatísticos do ENEM ressaltam a importância do exame que aumentam a cada ano a quantidade de inscritos.

Diante da problemática sobre os encontros e desencontros do PCNEM e Edital do ENEM referente à FMC, procuramos investigar se o Edital do ENEM têm exigido temas de FMC e, caso não exija, buscar questões que de forma explícita ou implícita necessitam de conhecimentos de FMC para resolvê-las.

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## Metodologia

A metodologia utilizada para realização desta pesquisa consiste no estudo dos PCNEM e PCN+, na compreensão do Edital nº 01 de 08 de maio de 2013 e na 1 análise das provas do ENEM de 2009 a 2013 de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, buscando por questões que exigem elementos de FMC de forma explícita ou implícita para resolvê-las.

## Resultados e discussão

O Edital apresenta uma 'Matriz de Referência' como referencial curricular do que será avaliado, bem como as competências e habilidades esperadas dos alunos. A Matriz de Referência (BRASIL, 2013) consubstancia evolução importante na forma de avaliação dos estudantes e orientações sobre os conteúdos cujo aprendizado se espera no Ensino Médio, pautando-se em habilidades consideradas essenciais aos estudantes que concluem esse nível de ensino.

Consta no Edital uma listagem do conteúdo curricular científico, chamado de Objetos de Conhecimento que estão elencados na Matriz de Referência. Os 2 Objetos de Conhecimento e seus subitens associados à Matriz de Referência de Ciências da Natureza e suas Tecnologias constantes do anexo II do Edital nº 01, de 08 de maio de 2013 (BRASIL, 2013), relacionados ao conteúdo de Física, são:

- I. Conhecimentos básicos e fundamentais
- II. O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis Físicas
- III. Energia, trabalho e potência
- IV. Fenômenos Elétricos e Magnéticos
- V. Oscilações, ondas, óptica e radiação
- VI. O calor e os fenômenos térmicos

Por limitação do tamanho do artigo deixamos de explicitar os subitens dos Objetos de Conhecimento listados anteriormente. Explicitaremos apenas o Objeto de Conhecimento V(OC V) 'Oscilações, ondas, óptica e radiação', pois entendemos que, obviamente, dependendo da abordagem, é o que mais se aproxima da FMC. O OC V, consta de: Oscilações, ondas, óptica e radiação - Feixes e frentes de ondas. Reflexão e refração. Óptica geométrica: lentes e espelhos. Formação de imagens. Instrumentos ópticos simples. Fenômenos ondulatórios. Pulsos e ondas. Período, frequência, ciclo. Propagação: relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda. Ondas em diferentes meios de propagação.

Portanto, a partir da análise desses Objetos de Conhecimento exigidos na Matriz de Referência, entende-se que temas de FMC não são exigidos claramente no exame. Ainda assim, propomos identificar possíveis questões de FMC implícitas nas provas do exame na área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, pois conforme discutido anteriormente qualquer Objeto de Conhecimento discutido à luz da modernidade, ao nosso entender, necessitaram de elementos de FMC para melhor compreensão e resolução destas questões.

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A seguir apresentamos a análise das provas do ENEM de 2009 a 2013 que alguma forma apresenta elementos de FMC na sua resolução. Conforme tabelas a seguir.

Quadro 1 : Identificação de FMC nas questões do ENEM de 2009

Fonte: Dados da pesquisa

Quadro 2 : Identificação de FMC nas questões do ENEM de 2010

Fonte: Dados da pesquisa

Quadro 3 : Identificação de FMC nas questões do ENEM de 2011

Fonte: Dados da pesquisa

Quadro 4 : Identificação de FMC nas questões do ENEM de 2012

Fonte: Dados da pesquisa

Quadro 5 : Identificação de FMC nas questões do ENEM de 2013

Fonte: Dados da pesquisa

A seguir, por limitação do tamanho do artigo, a título de exemplificação, discutiremos apenas três questões que, ao nosso entender, ultrapassam o conhecimento de Física Clássica para resolução sendo imprescindível o conhecimento de elementos de FMC.

Questão 88 do ENEM. Caderno azul 2012.

'Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum.'

- 'O bronzeamente não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de:
- A) baixa intensidade.
- B) baixa frequência.
- C) um espectro contínuo.

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- D) amplitude inadequada.
- E) curto comprimento de onda.'

A resolução desta questão exigirá do aluno saber que uma pessoa não poderia se bronzear com uma lâmpada incandescente, isto porque a luz necessária para o bronzeamento encontra-se na faixa do ultravioleta e não no espectro visível. A luz ultravioleta tem frequência muito grande, logo, comprimento de onda pequeno e como a luz visível tem frequência muito menor entendem-se que a alternativa correta é a b.

Para resolver essa questão o estudante deveria assimilar a frequência da onda à energia da onda eletromagnética, assim, entendemos que para uma resolução quase imediata da questão o aluno precisaria ter estudado elementos de FMC no Ensino Médio conforme agrega o eixo estruturador do PCN (Matéria e Radiação) com um enfoque no contexto tecnológico do mundo contemporâneo.

## Questão 37 do ENEM. Caderno azul 2009

'Sabe-se que o olho humano não consegue diferenciar componentes de cores e vê apenas a cor resultante, diferentemente do ouvido, que consegue distinguir, por exemplo, dois instrumentos diferentes tocados simultaneamente. Os raios luminosos do espectro visível, que têm comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm, incidem na córnea, passam pelo cristalino e são projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorreceptores, os cones e os bastonetes, que convertem a cor e a intensidade da luz recebida em impulsos nervosos. Os cones distinguem as cores primárias: vermelho, verde e azul, e os bastonetes diferenciam apenas níveis de intensidade, sem separar comprimentos de onda. Os impulsos nervosos produzidos são enviados ao cérebro por meio do nervo óptico, para que dê a percepção da imagem.'

'Um indivíduo que, por alguma deficiência, não consegue captar as informações transmitidas pelos cones, perceberá um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como:

- a) um objeto indefinido, pois as células que captam a luz estão inativas.
- b) um objeto rosa, pois haverá mistura da luz vermelha com o branco do objeto.
- c) um objeto verde, pois o olho não consegue diferenciar componentes de cores.
- d) um objeto cinza, pois os bastonetes captam luminosidade, porém não diferenciam cor.
- e) um objeto vermelho, pois a retina capta a luz refletida pelo objeto, transformando-a em vermelho.'

Nessa questão, aparentemente de óptica, o aluno deve conhecer a composição da luz branca, a decomposição da mesma em espectros após serem incididos luz e decompostos após a reflexão. Deve-se saber da absorção das cores de um objeto e a reflexão de sua cor original, desta maneira o aluno conseguiria explicar que quando uma luz monocromática incide em um objeto branco o mesmo refletirá apenas a composição da cor incidente, no caso desta questão como havia deficiência no cone que tem a função de distinguir as cores e os bastonetes estavam funcionando o indivíduo, portanto, enxergou um objeto cinza.

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Questão 48 do ENEM. Caderno azul 2013.

'Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada branca e outra de preto acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem o equilíbrio térmico com o ambiente.'

Figura 01 : Referente à questão 48 do ENEM 2013

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'A taxa de variação da temperatura da garrafa preta em comparação à garrafa branca, durante todo o experimento foi:

- a) Igual no aquecimento e igual no resfriamento.
- b) Maior no aquecimento e igual no resfriamento.
- c) Menor no aquecimento e igual no resfriamento.
- d) Maior no aquecimento e menor no resfriamento.
- e) Maior no aquecimento e maior no resfriamento'

Nessa questão o estudante deverá conhecer não somente sobre radiação como propagação da energia, mas sim de uma radiação específica que é a radiação de um corpo negro, suas propriedades de absorção e emissão desta radiação e também as mesmas propriedades do corpo branco, o enunciado desta questão assemelha-se do equipamento cubo de Leslie que permite que conheçamos as propriedades de radiação de cada superfície, dessa forma o estudante conseguiria responder essa questão se previamente soubesse que um corpo negro tem grande poder de absorção e também grande poder emissão de radiação, levando a resposta e.

Nota-se que no objeto de conhecimento no qual essa questão se encaixaria trata a radiação de forma implícita em ondas eletromagnéticas, mas não evidencia a necessidade de conhecer sobre as propriedades de um corpo negro da sua radiação e da relação com a temperatura.

## Considerações Finais

Pelos resultados acima proferidos nos deparamos com uma incoerência entre as competências exigidas na Matriz de referência, nos Objetos de Conhecimento também exigidos pela mesma e no próprio exame. Já que encontramos 15 questões que exige elementos de FMC na sua resolução,

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concordando com alguns objetivos da Matriz e discordando dos seus Objetos de Conhecimento de Física elencados, onde não exige claramente FMC.

Dentre as competências exigidas na Matriz de 2013 duas são 'Relacionar propriedades Físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam' e 'Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais'. Para adquirir essas competências é necessário noções de FMC que não são cobrados na referencia curricular da Matriz, ou seja, nos Objetos de Conhecimento cobrados.

A nosso ver, não se consegue adquirir tais competências com os Objetos de Conhecimento elencados, vimos que se assemelha mais com o eixo 'Matéria e Radiação' do PCN+, que por sua vez aborda por excelência FMC por ser composto de unidades como: Matéria e suas propriedades, Radiações e suas interações, Energia nuclear e Radioatividade, Eletrônica e Informática. Aproximando-se mais do que é cobrado em algumas questões do exame como as discutidas no texto que nos leva a entender que fazem parte do OC oscilações, ondas, óptica e radiação, mas que em contexto vai além do cobrado nesse OC.

Diante da pesquisa, entendemos que os elaboradores das questões do ENEM são influenciados pelo tema estruturador do PCN+ 'Matéria e Radiação' quando elaboram questões referentes ao Objeto de Conhecimento 'Oscilações, ondas, óptica e radiação' do Edital do ENEM, exigindo assim, mesmo que superficialmente, elementos de FMC nas questões do exame. Esse fato implica em limitações para os estudantes que realizam os exames e para os professores que, de certa forma, buscam a referencia curricular do ENEM para planejar suas aulas.

Como o Edital do ENEM e os PCNEM são documentos nacionais utilizados como guia por professores de todo Brasil vimos a necessidade de concordância entre os mesmos e que os elementos de FMC fossem cobradas claramente na Matriz de Referência.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio . Brasília. Ministério da Educação / Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 1999.

BRASIL. Ministério da Educação. PCN+. Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio . Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: Ministério da Educação / Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 2002.

BRASIL. Ministério da Educação. Matriz de Referência. Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Edital nº 01, de 08 de maio de 2013. Disponível em: http://download.inep.gov.br/educacao\_basica/ENEM/Edital/2013/Edital-ENEM2013.pdf . Acesso em: 14/04/14.

JÚNIOR, Osvaldo Contato. O Texto e contexto para o ensino de Física moderna e contemporânea na escola média . 2004. 109f. Dissertação (Mestrado em Ensino

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de Ciências - modalidade Física). Instituto de Física, Instituto de Química e Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003.

JÚNIOR, Osvaldo Contato; MENEZES, Luís Carlos de. A Física moderna e contemporânea como facilitadora do aprendizado em rede. In: Encontro nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, Florianópolis, 8, 2009, Florianópolis. Anais ... Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, em Florianópolis, 2009.p.13

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