UM ESTUDO SOBRE AS CONCEPÇÕES DE ESTUDANTES DE ENSINO MÉDIO ACERCA DA TEMÁTICA ENERGIA E AS RELAÇÕES CTS

## UM ESTUDO SOBRE AS CONCEPÇÕES DE ESTUDANTES DE ENSINO MÉDIO ACERCA DA TEMÁTICA ENERGIA, A PARTIR DE UMA PROPOSTA COM ENFOQUE CTS

Fernanda Cristina Pansera , Jader da Silva Netto 1 2

1 Universidade Estadual Paulista 'Júlio de Mesquita Filho'/Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência, fernandacpansera@hotmail.com

2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, jader.neto@bento.ifrs.edu.br

## Resumo

Este trabalho apresenta os resultados parciais de uma pesquisa que buscou investigar quais as relações CTS (Ciência- Tecnologia- Sociedade) estabelecidas por alunos do 2º ano do Ensino Médio Politécnico, de uma escola da cidade de Bento Gonçalves-RS, a partir do estudo da temática Energia. Para a realização desse trabalho, foi desenvolvida uma proposta didática sobre as formas de energia a partir do enfoque CTS. A proposta didática implementada consistiu na realização de diversas atividades como, por exemplo, a produção de um texto pelos alunos expondo suas percepções acerca da Ciência e como veem o papel da tecnologia e da sociedade no campo científico. A partir dos textos produzidos pelos alunos as aulas foram desenvolvidas na forma de debates sobre a produção e uso da energia no contexto atual, além de atividades de campo, como a percepção visual do seu entorno e o registro fotográfico relacionado ao tema em estudo. A atividade de pesquisa, de natureza qualitativa, utilizou imagens produzidas pelos estudantes e relatos para coleta de dados e da metodologia de análise de conteúdo para busca de respostas para a questão de pesquisa. Verificou-se que a maioria dos estudantes possui uma visão distorcida sobre a temática energia, além disso, poucos são capazes de reconhecer as relações CTS, restringindo-se a relações do tipo Ciência-Tecnologia ou Ciência-Sociedade, além de perceber a Ciência a partir de uma perspectiva aplicacionista e evoluindo a partir de descobertas realizadas de forma isenta e por personagens isolados em seus laboratórios.

Palavras-chave : perspectiva CTS, energia, concepções

## Introdução

Os trabalhos de Pinheiro, Silveira e Bazzo (2007), Brito e Gomes (2007) e Auler e Delizoicov (2001), bem como experiências vivenciadas por professores no cotidiano escolar apontam dificuldades frente ao desafio de despertar o interesse dos estudantes para o estudo das ciências. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs), o ensino deve ser organizado de maneira que proporcione a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e solidário, cuja formação seja sólida e baseada em conceitos adequados. Nessa perspectiva, Pinheiro, Silveira e Bazzo (2007) sugerem em seu trabalho que os PCNs defendem a ideia de levar para o ambiente escolar o debate sobre as relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade -CTS.

Nessa perspectiva, pretende-se através deste trabalho divulgar resultados parciais de uma pesquisa desenvolvida durante o ano de 2015, no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - Campus Bento

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Gonçalves, tendo como campo de pesquisa uma escola da rede estadual de ensino naquele município. O objetivo da pesquisa era responder a seguinte questão: 'Quais as percepções que os estudantes carregam acerca da temática energia após a utilização do enfoque CTS nas aulas de Física? '. A proposta didática que possibilitou a realização desse trabalho, foi desenvolvida durante 15 encontros semanais e contou com o envolvimento de 22 estudantes de uma turma do 2º ano do Ensino Médio Politécnico.

Durante o estudo das formas de energia, os estudantes organizaram um portfólio contendo os textos, entrevistas, questionários, fotos e demais atividades que constituíram essa unidade de estudo. Este trabalho visa discutir apenas parte do material produzido pelos estudantes, que são fotografias e justificativas da escolha de cada imagem. Para produção e análise das imagens utilizou-se o referencial de Bauer e Gaskell (2002) e a metodologia de análise de conteúdo de Bardin (2011).

## O enfoque CTS e o contexto da coleta de dados

O movimento Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS), surgiu mundialmente em meados da década de 1960, após o período de guerras, buscando uma compreensão mais ampla dos papéis da Ciência e da Tecnologia (C&T) no contexto social. Nesse período percebeu-se que havia uma grande necessidade de formar pessoas capazes de dominar a ciência e a tecnologia, propiciando o desenvolvimento econômico e social da sociedade. De acordo com Santos e Mortimer (2002), a tomada de decisões importantes estava nas mãos da elite que tinha formação científica e era necessário estender essa formação para mais pessoas, visto que toda a sociedade precisava ter condições de entender e participar do processo de desenvolvimento científico e tecnológico para exercer a cidadania.

Desde que o movimento CTS começou a ganhar destaque na educação, mudanças curriculares foram necessárias para que os conteúdos se adequassem aos objetivos dessa proposta. Segundo Krasilchik (1987), na década de 1970, os currículos escolares estavam preocupados em apresentar a Ciência como produto da atividade social, econômica e política no contexto histórico em que foi desenvolvida. Na década seguinte, o que se pretendia era estudar as implicações sociais do desenvolvimento científico e tecnológico.

Trabalhos como de Pinheiro, Silveira e Bazzo (2007) e Auler et al. (2005) relatam que muitos estudantes envolvidos nas suas pesquisas percebiam que há ligações entre a C&T, mas tinham dificuldades em reconhecer que essas estão vinculadas com a Sociedade e com o mundo que os cerca. É importante desenvolver atividades e discussões para que os estudantes mudem essa concepção linear de C&T, já que pretendemos formar cidadãos prontos para atuar nos mais diversos segmentos da sociedade, bem como, almeja-se a formação intelectual de um ser humano reflexivo que apoia-se em argumentos condizentes com o mundo que o cerca.

Para elaboração da proposta didática sobre o estudo das formas de energia envolvendo elementos da tríade CTS, buscou-se apoio tanto em artigos de periódicos como livros paradidáticos, destacando-se: Energia que transforma (EITLER, 2012) e o livro Energia nossa de cada dia (MONTANARI, 2003). Durante

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as aulas foram conduzidas discussões acerca da temática energia por meio de textos, vídeos, entrevistas e atividades de pesquisa.

Dentre os conhecimentos trabalhados, estão questões ligadas ao crescimento e desenvolvimento das sociedades, questões econômicas, ambientais e de consumo de energia. Buscou-se ao longo da proposta discutir a temática energia, envolvendo fundamentos e conceitos importantes da Física, como potência, rendimento, trabalho, deslocamento, velocidade, aceleração, dentre outros, baseando-se nos preceitos da utilização das questões sóciocientificas na sala de aula (PÉREZ, 2012).

- O objetivo das aulas foi fazer com que os estudantes desenvolvessem a capacidade de análise, criticidade e tomada de decisão consciente, a partir de uma percepção adequada da Ciência, dos cientistas e de suas relações com a Tecnologia e a Sociedade.
- O material produzido pelos estudantes foi organizado em portfólios, a fim de facilitar a análise dos trabalhos, assim como estimular a capacidade criativa e organizacional de cada estudante. Além de produzir um portfólio, ao final da atividade, os estudantes decoraram um dos murais da escola com as fotos feitas por eles, com o objetivo de divulgar seus trabalhos e despertar a curiosidade dos demais estudantes para o trabalho realizado.

## Discussão dos resultados

Ao desenvolver a proposta didática, procurou-se elementos capazes de captar as ideias dos estudantes sobre a temática estudada e que contribuíram para responder a pergunta central do trabalho. Diante do material coletado, após a intervenção didática realizou-se a análise dos dados que forneceu subsídios para a discussão da visão que os estudantes demonstram sobre energia e a maneira como eles percebem a interação CTS.

A análise dos resultados baseou-se nas fotografias e justificativas que os estudantes desenvolveram ao final do estudo de uma unidade didática acerca da temática energia. De acordo com Bardin (2011), a análise de conteúdo consiste em um conjunto de técnicas de análise, que utiliza procedimento sistêmicos e objetivos de descrição do conteúdo dos materiais. De acordo com os pressupostos da análise de conteúdo, foi realizada uma pré-análise do material coletado, dessa forma, selecionamos dezessete trabalhos entre os vinte e dois produzidos pelos estudantes. Como critério de seleção, levou-se em conta quais trabalhos continham todo o material produzido e quais possuíam argumentos suficientes, capazes de serem interpretados.

A análise do conteúdo das fotografias foi dividida em sete categorias, que representam as visões dos estudantes em torno da temática energia, seguindo a categorização sobre concepções de Castro e Mortale (2012). De acordo com a pesquisa desses autores, é possível dividir em até nove categorias as possíveis concepções acerca do conceito de energia, no entanto durante a nossa pesquisa, ao analisar as fotografias e as falas dos estudantes detectamos a presença de sete categorias, que são: funcionalidade, movimento, esoterismo, energia nos seres vivos, transformação, reducionismo e origem.

- A primeira categoria corresponde a percepção de energia como algo funcional, capaz de realizar tarefas ou possibilitar o funcionamento de objetos.

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Detectamos essa percepção em três fotografias e falas. Selecionamos as falas de dois desses alunos, de acordo com A e B:

'Escolhi a energia solar, porque através da luz solar podemos obter energia para movimentar motores, carros, usamos também em nossas residências, podemos assim ter água quente. E também é uma fonte de preservação do meio ambiente. '

'Porque para mim a energia elétrica é mais usada nas tomadas, aparelhos elétricos. Usamos diariamente, sem ela nossa vida seria bem diferente. '

As justificativas e fotografias desses estudantes fazem parte da categoria funcionalidade porque exemplificaram atividades ligadas ao cotidiano e relacionadas com o uso da energia (reconhecendo a existência de mais de uma forma de energia).

A segunda categoria, chamada de movimento trata justamente da concepção de energia atrelada ao movimento dos corpos, apenas um aluno apresentou essa concepção durante a atividade de coleta de dados. Para o aluno C:

'[...] o combustível é quem permite que o carro ande, uma forma de energia poluente, e que um dia poderá se acabar por seu alto consumo[...]. '

Na justificativa desse aluno, percebemos que ele cita uma das formas de energia (energia química), e relaciona essa com o movimento de um veículo, demonstrando reconhecer a existência de outras formas de energia. Além disso, o estudante demonstra preocupação com questões ambientais e com o esgotamento dessa forma de energia.

A terceira categoria, esoterismo, representa a concepção apresentada por dois alunos. Os alunos D e E, fizeram imagens, utilizando justificativas que nos permitem concluir que a temática energia está pouco ligada a conceitos científicos nas suas concepções:

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Figura 01: Fotografias feitas pelos alunos D e E

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'A energia solar na minha opinião é uma das melhores maneiras de conseguir energia com o Sol. Eu bati a foto do nascer do Sol porque além de ser bonito representa para mim o dia começando com energia'.

'Eu escolhi essa foto por que ela mostra a energia de quando está chegando a noite'.

Nessa categoria, percebemos que os estudantes apresentaram uma concepção que difere daquela geralmente utilizada nos meios acadêmicos e científicos para descrever a temática energia. É inquestionável a existência de diversos significados para a palavra energia, mas nos chamou atenção ser essa a

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concepção (pouco cientifica e atrelada a questões místicas) que mais teve significado, mesmo após os debates em aula.

A quarta categoria, representa a concepção atrelada a energia nos seres vivos, percebemos essa concepção na fotografia e no texto de um dos alunos, o aluno F diz:

'Na foto podemos ver um exemplo muito claro de energia, é porque ela ocorre dentro da planta, a planta absorve a luz solar, ou energia luminosa e térmica no seu interior essa energia passa por um processo chamado fotossíntese, no qual a planta transforma a energia solar em energia química e usa esta energia para se crescer e produzir as belas flores que podemos ver, assim ela se reproduzira e continuará com a espécie, é um processo muito parecido com a alimentação humana, só que em vez da gente tirar a luz do sol pegamos os frutos das plantas(que fizeram a fotossíntese), ou a carne de animais, que também comem plantas, e digerimos esses alimentos no nosso sistema digestório.'

A fotografia e a justificativa desse estudante se enquadra nessa categoria pois ele fotografou um ser vivo (uma flor) e descreveu a energia que está presente e em transformação no processo de fotossíntese da planta.

A quinta categoria relaciona energia com as transformações que ocorrem nos mais variados processos, dois alunos apresentaram essa concepção, são eles representados por G e H:

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Figura 02: Fotografias feitas pelos alunos G e H

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'Escolhi esta foto porque ela representa diversos tipos de energia, a foto mostra a imagem de uma jarra elétrica onde é dissipada energia em forma de calor, som, luz e a própria energia elétrica que fornece energia para que existam as outras formas de dissipação de energia'.

'Pilha elétrica, célula galvânica, ou ainda pilha voltaica é um dispositivo que utiliza reações de óxido redução para converter energia química em energia elétrica'.

Para esses alunos, a representação da energia está relacionada a transformações constantes. Essa concepção é a que mais se assemelha aos conhecimentos científicos que a professora buscou desenvolver com seus alunos durante a proposta didática com o enfoque CTS. Justamente pela complexidade envolvida no estudo e determinação da energia, percebemos o enfoque CTS como uma possiblidade de abordagem bastante ampla e condizente com os objetivos de formação descritos no PCN.

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A sexta categoria, apresenta uma concepção de energia ligada ao reducionismo, representa a visão de cinco estudantes, selecionamos as imagens e as falas de dois deles, I e J, respectivamente:

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Figura 03: Fotografias feitas pelos alunos I e J

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'Estava em casa pensando no que iria mandar e lembrei que meus colegas iriam mandar o pôr do sol e eu quis trazer algo que realmente é utilizado em nossas moradias... pelo menos na minha casa pelo que eu sei a energia vem das hidroelétricas e o que me lembra as hidroelétricas é a água'.

'Eu escolhi essa imagem porque representa luz e calor que para mim é uma forma de energia'.

Essa categoria representa a concepção mais expressiva entre os estudantes. Percebemos que cada estudante tratou a energia através de exemplos e contextos que evidenciaram apenas uma das formas de energia. Possivelmente os estudantes reconhecem outras formas de energia, mas os argumentos não foram capazes de evidenciar uma percepção mais ampla.

A sétima categoria, onde a concepção de energia está atrelada à origem de alguma forma de energia, percebemos essa concepção em dois estudantes, apresentaremos somente a imagem e a justificativa do aluno K:

Figura 04: Fotografia feita pelo aluno K

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'Eu escolhi essa imagem por representar o sol e pra mim o sol é a maior fonte de energia do mundo e também a primeira forma de energia descoberta no mundo'.

Esse estudante cita o Sol como fonte primária de energia, reconhecendo-o como gerador de outras formas de energia. Esse aspecto relacionado ao surgimento da energia deve ser tratado nas aulas, a fim de desenvolver nos estudantes a percepção do surgimento e estruturação das mais diversas formas de energia.

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## Considerações Finais

Ao realizar a análise de conteúdo das fotografias e das justificativas dos estudantes, notou-se que a maioria dos estudantes têm dificuldades em perceber as relações CTS, restringindo-se basicamente a relações do tipo CT ou CS. No decorrer das aulas pode-se observar o quão grave é a situação do ensino da Física, particularmente, e das demais Ciências, possivelmente, uma vez que nossa proposta era explorar uma temática à luz dos pressupostos CTS. Embora os estudantes estejam aptos a resolver problemas do tipo 'papel e caneta', utilizando fórmulas e repetindo definições, eles pouco sabem sobre a Ciência. Acreditamos que o aprendizado em Ciência deve ser desenvolvido de maneira a integrar CiênciaTecnologia-Sociedade, sob o risco de sermos meros consumidores de Tecnologia e totais desconhecedores de Ciência.

Com base nas descrições que realizamos, percebe-se que a realidade escolar estudada está bem distante daquela sugerida nos PCNs. Os estudantes envolvidos na pesquisa nunca haviam tido contato com uma perspectiva que buscasse estudar Ciência sem partir propriamente da Ciência, implicando dificuldades até mesmo para entender que aquilo que estavam estudando não pertencia somente a uma ou outra Ciência, mas a um todo. Tais dificuldades ficaram evidenciadas pelo fato de os estudantes não perceberam a amplitude dos conceitos científicos em torno da temática energia e suas relações com aspectos até então nunca debatidos com eles, como o desenvolvimento tecnológico e o papel exercido pela Sociedade no contexto atual.

O estudo do enfoque CTS representa uma possibilidade para o professor do Ensino Médio Politécnico trabalhar na sua sala de aula os conteúdos que geralmente aparecem nos planos de trabalho das escolas. Nessa perspectiva da interdisciplinaridade e da politecnia, é imprescindível que os estudos voltados à perspectiva CTS sejam ampliados nos grupos de pesquisa, mas também sejam um tema presente na formação continuada dos professores. Antes disso, ainda é preciso investir na investigação nos cursos de formação inicial de professores, para que os futuros professores estejam preparados ao chegar nas escolas e desenvolver atividades com um olhar interdisciplinar, formando indivíduos autônomos e com sólida formação humana e científica.

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