ENERGIA NUCLEAR NO ENSINO MÉDIO COM ÊNFASE CTS

## ENERGIA NUCLEAR NO ENSINO MÉDIO COM ÊNFASE CTS

## Samuel Machado Pires 1 , Ladário da Silva , Ana Paula Damato Bemfeito 2 3

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- SEEDUC-RJ / Instituto de Educação Professor Manuel Marinho, smpires86@gmail.com 2 Universidade Federal Fluminense / PUVR / ICEx, ladariosilva@id.uff.br
- 3 Instituto Federal do Rio de Janeiro / Campus Volta Redonda, ana.bemfeito@ifrj.edu.br

## Resumo

Apresenta-se neste trabalho uma proposta educacional de abordagem do tema Energia Nuclear na disciplina de Física do Ensino Médio. O objetivo desta abordagem é contribuir para a formação dos alunos com um trabalho que integre conceitos Físicos, pertinentes ao tema, com as implicações sociais, ambientais, econômicas e políticas do uso deste tipo de energia. A proposta parte da polêmica em relação ao programa nuclear brasileiro e perpassa atividades de investigação em simulação computacional, discussões sobre vídeos, sistematização dos conceitos, debate e elaboração de texto dissertativoargumentativo. Fundamenta-se esta proposta no campo de estudos Ciência-TecnologiaSociedade (CTS), apresentando-se seu contexto no Brasil. Neste contexto, discute-se a legislação que regulamenta as práticas educacionais no país. A proposta inclui material do aluno, material do professor e orientações ao professor. Valida-se a proposta por meio de sua aplicação, relatos da mesma e um instrumento avaliativo ao final.

Palavras-chave : Ensino de Física; CTS; Energia Nuclear.

## Introdução

A aprovação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação, em 1996, trouxe novas demandas para o Ensino Médio. Esta legislação inclui uma formação voltada, dentre outros aspectos, para a prática social, o exercício consciente da cidadania, a autonomia intelectual e às relações de trabalho. Nos anos que se seguiram, foram instituídas as Diretrizes Curriculares Nacionais e os Parâmetros Curriculares Nacionais, visando regulamentar a aplicação da já citada LDB.

Neste trabalho, propõe-se uma sequência didática para abordar o tema Energia Nuclear, visando contemplar esta reforma curricular. A proposta aqui desenvolvida e aplicada objetiva dar conta tanto dos conceitos físicos envolvidos, quanto das implicações socioambientais, políticas e econômicas do uso deste tipo de energia. Para isso, considera-se que a abordagem Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS) vai ao encontro a estes objetivos.

## Os estudos CTS

- O movimento CTS pode ser entendido como 'uma reação acadêmica contra a tradicional concepção essencialista e triunfalista da ciência e da tecnologia, subjacente aos modelos clássicos de gestão política' (BAZZO et al, 2003, p. 119).

Os estudos CTS apontam a necessidade da participação da população em contexto de tomada de decisão. Neste sentido, Bemfeito (2008, p. 8) afirma que 'Em um estado democrático, o exercício da cidadania é condicionado à qualificação para a participação nas decisões. É essa a questão central de que trata os estudos CTS (Ciência-tecnologia e sociedade).'

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## O enfoque CTS no contexto educacional brasileiro

Na Lei de Diretrizes e Bases da Educação nº 9.394/96, que considera o Ensino Médio como última etapa da Educação Básica, Krasilchik (2000, p. 87) aponta que,

- (...) no parágrafo 2º do seu artigo 1º, que a educação escolar deverá vincular-se ao mundo do trabalho e à prática social . (…) A formação básica do cidadão na escola fundamental exige (...) a compreensão do ambiente material e social, do sistema político, da tecnologia, das artes e dos valores em que se fundamenta a sociedade . O ensino médio tem a função de consolidação dos conhecimentos e a preparação para o trabalho e a cidadania para continuar aprendendo. Esse aprendizado inclui a formação ética, a autonomia intelectual e a compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos dos processos produtivos . (grifos meus)

Diante dos grifos nesta citação, podemos perceber que o enfoque CTS está presente em vários objetivos da LDB, que posteriormente foi regulamentada pelos documentos DCNEN/1998, PCNEN/1999, PCN+/2002.

Santos e Mortimer (2002, p. 5) consideram que esta 'reforma curricular do ensino médio incorpora, em seus objetivos e fundamentos, elementos dos currículos com ênfase em CTS.' .

## A proposta de aplicação em sala de aula

## Primeiro encontro:

Apresentação da proposta e do tema a ser explorado 1

Objetivos desse encontro:

- · Sensibilizar os alunos para o fato de que muitas questões de interesse da sociedade envolvem aspectos científicos e tecnológicos, destacando a importância da cultura científica para o posicionamento crítico em contextos que exigem tomada de decisão por parte do grupo social, condição necessária ao pleno exercício da cidadania (BEMFEITO, 2008);
- · Apresentar o novo tópico a ser trabalhado nas aulas de física, a energia nuclear;
- · Sensibilizar o grupo para as várias dimensões presentes na polêmica que envolve o uso da energia nuclear.

Neste encontro, inicialmente o professor informa que o tema é Energia Nuclear e o introduz lançando a pergunta: 'O que lhe vem à cabeça, quando ouve a palavra 'Radiação'?'. As colocações dos alunos são registradas no quadro e posteriormente são categorizadas pelos próprios alunos. Esta categorização se dá através da discussão de critérios para agrupar as ideias apresentadas. Este método

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23 a 27 de janeiro de 2017

de introdução se referencia no material do Grupo de Reelaboração do Ensino de Física (GREF, 1995).

A aula se desenvolve com explicações do professor sobre a presença da radiação em nossas vidas e com discussões acerca da necessidade do conhecimento para se discutir importantes questões sociocientíficas.

Como ponto de partida para o desenvolvimento do tema Energia Nuclear, o professor lança a questão:

- 'O Brasil deve aumentar ou não o investimento em energia nuclear?'

Conforme os alunos emitem opiniões, o professor questiona seus embasamentos, de modo que eles sintam a dificuldade de argumentar sem conhecimento.

Para que eles percebam a complexidade da questão, segue-se a aula com e leitura de três reportagens acerca do tema. Na primeira, expõe-se a divergência entre os moradores de Angra dos Reis - RJ quanto à Central Nuclear. A segunda expõe os argumentos de especialistas a favor da energia nuclear. Na terceira, encontra-se o ponto de vista de especialistas contra a energia nuclear no Brasil. Após a leitura das reportagens, o professor orienta os alunos a destacarem no texto os aspecto técnico-científicos e sociopolíticos ali presentes.

Finalizando a aula, o professor solicita que os alunos pesquisem sobre o tema a fim de se prepararem para o 3º encontro, no qual serão assistidos vídeos e far-se-á uma discussão sobre os mesmos.

## Segundo encontro:

## Investigação por meio da simulação 'Fissão Nuclear' do site PhET

Objetivos desse encontro:

- · Conhecer os processos de fissão do urânio e de reação em cadeia;
- · Listar os diferentes isótopos do urânio existentes na natureza;
- · Entender o funcionamento básico de um reator nuclear;
- · Compreender que, para a construção da bomba atômica, deve haver uma proporção mínima de urânio-235, em relação à massa total do urânio.

Neste encontro, os alunos manipulam livremente a simulação 'Fissão Nuclear' do site PhET para responder as perguntas:

- a) O que é necessário para provocar a fissão do urânio?
- b) Quantos isótopos do urânio existem na natureza? Qual isótopo é o urânio físsil? (urânio físsil é o isótopo que pode sofrer fissão induzida, ou seja, pode ser 'quebrado' pela ação que responde o item anterior)
- c) Como se dá o processo de reação em cadeia?
- d) Qual é a condição para a construção da bomba atômica?
- e) No reator nuclear, qual é o efeito causado pela fissão do urânio?
- f) Qual é a função do controlador?

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Durante a atividade, o professor atua como orientador, dialogando com os alunos sobre suas hipóteses, sem dar as respostas prontas.

## Terceiro encontro: Vídeos sobre a energia nuclear no Brasil

Objetivos desse encontro:

- · Conhecer as instalações da Central Nuclear de Angra dos Reis;
- · Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e/ou destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais;
- · Analisar questões de segurança e de impactos sociais, como geração de empregos, para a população local;
- · Posicionar-se sobre o programa nuclear brasileiro;
- · Formar os grupos que farão o debate no 5º encontro.

Para este encontro, os alunos trazem contribuições das pesquisas feitas em casa. Nesta aula, os alunos assistem a dois vídeos. O primeiro vídeo, com duração de 5min53s, é uma reportagem do Fantástico sobre as usinas de Angra. O segundo vídeo, com duração de 28min39s, é o primeiro bloco de um debate, da TV Câmara, sobre uso de Energia Nuclear. Para explorar os vídeos, o professor orienta os alunos a anotarem os comentários que quiserem fazer após a sua exibição. Após os vídeos, munidos de suas notações, os alunos discutem sobre o seu conteúdo.

Finalizando a aula, a fim de realizar um debate no 5º encontro, o professor divide a turma em dois grupos oponentes e um mediador, orientando-os acerca de seus papeis.

## Quarto encontro: Os conceitos físicos presentes no estudo da energia nuclear

Objetivos deste encontro:

- · Conhecer os processos de fissão do urânio e de reação em cadeia;
- · Listar os diferentes isótopos do urânio existentes na natureza;
- · Entender o funcionamento de um reator nuclear;
- · Compreender que, para a construção da bomba atômica, deve haver uma proporção mínima de urânio U-235, em relação à massa total de urânio.

Neste encontro, o professor entrega aos alunos um texto didático que sistematiza os conceitos físicos presentes na controvérsia em torno da energia nuclear. Inicialmente, os alunos verificam se as respostas dadas na atividade de simulação computacional no laboratório se aproximam das explicações encontradas no texto. Após, Após esse posicionamento individual.

## Quinto encontro: Debate simulado

Objetivos desse encontro:

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- · Analisar, argumentar e posicionar-se criticamente em relação a temas de ciência, tecnologia e sociedade.
- · Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.
- · Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e/ou destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais.

Neste encontro, a turma realiza um debate entre um grupo a favor e outro contra as usinas nucleares. A fim de diversificar os argumentos utilizados, propõe-se que cada grupo se divida em economistas, ambientalistas, moradores, engenheiros e políticos, de modo que os membros pesquisem aspectos diferentes do tema. Um aluno é selecionado para mediar o debate e o professor apenas observa.

## Sexto encontro: Posicionamento e avaliação individual

Objetivos desse encontro:

- · Proporcionar aos alunos que participaram do debate a oportunidade de manifestarem seu posicionamento ante a questão central proposta: 'O Brasil deve aumentar ou não o investimento em energia nuclear?', levando em conta a fundamentação e a coerência dos argumentos apresentados;
- · Realizar a etapa individual da avaliação processual proposta, considerando os seguintes aspectos:
- · Fundamentação e coerência dos argumentos referentes aos aspectos técnico-científicos da polêmica;
- · Fundamentação e coerência dos argumentos referentes aos aspectos sóciopolíticos da polêmica;
- · Conteúdo físico trabalhado na proposta.

Nesta aula, o professor faz suas considerações sobre os cinco encontros anteriores e solicita que os alunos, que se sentirem a vontade, exponham oralmente seu posicionamento pessoal frente à questão 'O Brasil deve aumentar ou não o investimento em energia nuclear?'.

Após esse posicionamento individual, os alunos passam por uma avaliação escrita, na qual respondem a questões conceituais e elabora um texto dissertativoargumentativo, no qual respondem à questão acima e fundamentam sua opinião.

## Análise dos dados da aplicação do produto

## Análise dos relatos do professor aplicador

A proposta foi aplicada em uma turma da 2ª série do Ensino Médio da escola estadual Instituto de Educação Professor Manuel Marinho (IEPMM), em Volta Redonda-RJ. Trata-se de uma escola de grande porte e, devido ao desempenho apresentado pelos alunos em avaliações externas, o IEPMM goza de elevado prestígio frente aos cidadãos de Volta Redonda e frente ao Governo do Estado do Rio de Janeiro.

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A turma, na qual foi aplicada a proposta, tem 34 alunos e é uma turma considerada com postura adequada ao ambiente escolar, com bom relacionamento entre alunos e com o professor, comprometida no cumprimento das atividades e com bom desempenho nas avaliações.

Os aspectos preponderantes a serem observados em todos os encontros foram a motivação e o engajamento dos alunos. Eles trouxeram contribuições, investigaram, debateram, tiraram dúvidas, fizeram pesquisa e estudaram os textos. Em suma, podemos considerar que os alunos tiveram boa aceitação ao produto.

No primeiro encontro, observou-se que, a atividade de levantamento de conhecimentos prévios sobre a palavra 'Radiação' cumpriu o seu objetivo de motivar e engajar os alunos na abordagem do tema. Os alunos associaram radiação com termos como mutação, acidentes, bomba atômica, raios solares, entre outros. Ao tomarem ciência da existência de questões controversas que envolvem aspectos CTS e ao tentarem opinar sobre o tema da proposta, os aprendizes perceberam a importância do conhecimento para um posicionamento crítico frente a questões importantes para a sociedade. Na leitura e análise das reportagens, os alunos perceberam a diversidade de aspectos relacionados ao tema, bem como sua complexidade.

No segundo encontro, constatou-se que a organização da atividade permitiu que os alunos investigassem os fenômenos em tempo hábil, sem a necessidade de um texto para consulta. Porém, em alguns casos, os alunos tiveram dificuldades de entender a pergunta, devido a equívocos de interpretação e/ou desconhecimento de alguns conceitos usados. No entanto, a atuação do professor, dialogando com os aprendizes, dirimiu estas dificuldades. A motivação dos alunos teve seu ápice no momento em que eles conseguiram simular a bomba atômica, demonstrando bastante entusiasmo.

No terceiro encontro, percebeu-se uma tendência dos alunos colocarem questões de ordem técnico-científica como: 'Após um acidente nuclear, existe alguma maneira de parar a radiação?'; 'A radiação da usina pode fazer mal aos moradores de Angra?'. Isso pode sugerir que há uma predominância deste tipo de abordagem, nos meios de comunicação consultados, em detrimento de discussões socioeconômicas, como empregos gerados e o temor pelo risco de acidentes. Observa-se também que esta atividade se integra com as atividades do primeiro encontro, o que se demonstra pelas associações que os alunos fizeram entre os conteúdos das mesmas.

No quarto encontro, a maioria dos alunos não tiveram dificuldades em desenvolver a atividade. Alguns estudantes apresentaram interpretações equivocadas quanto às informações e um desenvolvimento mais lento, o que foi sanado com as intervenções do professor e dos colegas. As dificuldades de interpretação demonstram a importância de se desenvolverem mais atividades de leitura nas outras disciplinas escolares, além da disciplina de português. Novamente, observou-se conexões feitas pelos alunos com as atividades anteriores.

No quinto encontro, aconteceu o debate em que os alunos apresentaram uma considerável variedade de argumentos, tanto de ordem científico-tecnológica, quanto de ordem sócio-política. Alguns aspectos argumentados foram: lixo radioativo, planos de evacuação, o sentimento de medo da população, probabilidade de acidentes, independência do clima, produtividade e oportunidades de emprego. Esta diversidade de argumentos demonstra que o trabalho contribuiu para a

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sensibilização dos aprendizes para os aspectos humanos envolvidos, além dos aspectos científicos.

No sexto encontro, os alunos executaram um instrumento avaliativo, cuja análise segue no próximo tópico.

## Análise da avaliação ao final da aplicação

- O instrumento avaliativo consistiu de questões conceituais e da elaboração de um texto dissertativo-argumentativo, em que os alunos buscaram responder à pergunta 'O Brasil deve aumentar ou não o investimento em energia nuclear?'.

Neste trabalho, centramos nossa análise nos textos elaborados pelos alunos.

- O objetivo foi verificar se os alunos conseguem expressar suas opiniões sobre o tema, considerando diversos elementos CTS pertinentes e embasados em conhecimentos sólidos.

Houve equilíbrio entre opiniões favoráveis e contrárias à energia nuclear, o que indica que a proposta aplicada não foi tendenciosa. Pelo contrário, trabalhou diversos pontos de vista e diferentes aspectos CTS. Várias vezes, os alunos solicitaram que o professor expusesse sua opinião. Isto não foi atendido justamente para não influenciar na formação das opiniões dos aprendizes.

Observou-se que os aspectos mais apresentados foram (em ordem decrescente): riscos; aspectos socioambientais; aspectos sociopolíticos; aspectos político-econômicos; planos de emergência. Como exemplo, vejamos trechos de uma das redações que apresentaram maior variedade de aspectos.

Opinião: 'O investimento em energia nuclear no Brasil é algo bastante polêmico, mas no meu ponto de vista é algo desnecessário para o Brasil, ...'

Contexto no Brasil, custos e fontes alternativas: '..., porque ele já está cheio de problemas econômicos e sociais; e as usinas são extremamente caras para serem montadas e desmontadas. O Brasil tem muitos outros recursos para poder adquir energia e diferentes formas para empregar uma população se esse realmente for o argumento de que o país precisa das usinas; ...'

Riscos: '... Só que eles não pensam no perigo que isso pode acarretar para a população e para o meio ambiente (duas coisas que não podem ser substituídas nem com a maior das inteligências), mesmo que a segurança e a tecnologia seja 90% confiável, ainda existe 10% de chance de dar errado. O lixo atômico não pode ser descartado em qualquer lugar, ou seja, daqui a pouco não haverá mais espaço pra tanto lixo, as pessoas que trabalham nas minas são expostas a ambientes contaminados e não possuem muitos dispos de preparos ou cuidados.'

Aspectos sociopolíticos e político-econômicos: 'Para que esse problema seja resolvido, é preciso empenho do governo para fazer um país de um país emergente a desenvolvido (em todos os aspectos) para que a população esteje preparada com os bônus e ônus das usinas.' (aluno sujeito de pesquisa)

A apresentação destes argumentos indica que a metodologia pode ter propiciado oportunidades para os alunos discutirem questões que envolvem ciência,

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tecnologia e sociedade. Discussões estas que não se detiveram nos conceitos físicos envolvidos no funcionamento de uma usina nuclear, mas foram além, conforme foi detectado nas redações. Os alunos escreveram sobre questões como os riscos e os sentimentos das populações vizinhas, as oportunidades de trabalho, a eficiência e os impactos socioambientais deste tipo de usina, a estrutura do local onde as usinas estão instaladas, a necessidade de energia para o desenvolvimento econômico e a necessidade do conhecimento para possibilitar a exploração de fontes alternativas de energia, entre diversos outros aspectos.

## Referências

BAZZO, W.; LISINGEN, I. V.; PEREIRA, L. T. do V.; Introdução aos estudos CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade). Cadernos de Ibero América. OEI - Organização dos Estados Ibero-americanos para a Educação, a Ciência e a Cultura. Espanha: Madrid, 2003. 151p.

BEMFEITO, Ana Paula Damato. Ondas de rádio no Ensino Médio com ênfase CTS. Rio de Janeiro, 2008. xiii , 73f. + Anexos : il.col. ; enc. Dissertação (Mestrado) Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca , 2008.

CARDOSO, Eliezer De Moura; et al. Apostila Educativa: Energia Nuclear. Comissão Nacional de Energia Nuclear Rua General Severiano, 90 - Botafogo - Rio de Janeiro - RJ - CEP 22290-901. www.cnen.gov.br.

KRASILCHIK, Myriam. Reformas e realidade: o caso do ensino das ciência. São Paulo em Perspectiva, 14(1) 2000.

SANTOS, Wildson Luiz Pereira dos; MORTIMER, Eduardo Fleury. Uma análise de pressupostos teóricos da abordagem C-T-S (Ciência - Tecnologia- Sociedade) no contexto da educação. ENSAIO - Pesquisa em Educação em Ciências, Volume 02, Número 2, Dezembro 2002.

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