CONCEPÇÕES DOS ALUNOS DO TERCEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO DE ESCOLAS PÚBLICAS DA REDE ESTADUAL MINEIRA SOBRE ENERGIA NUCLEAR

## CONCEPÇÕES DOS ALUNOS DO TERCEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO DE ESCOLAS PÚBLICAS DA REDE ESTADUAL MINEIRA SOBRE ENERGIA NUCLEAR

## Arilson Paganotti , Luís Eduardo Guimarães Dias Santos , Marcos Rincon 1 2 Voelzke 3

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Instituto Federal de Minas Gerais, Campus Congonhas, arilson.paganotti@ifmg.edu.br Instituto Federal de Minas Gerais, Campus Congonhas, luissantoseduardo@gmail.com

- 3 Universidade Cruzeiro do Sul, Campus Liberdade, marcos.voelzke@cruzeirodosul.edu.br

## Resumo

Este trabalho tem como principal objetivo verificar as concepções dos alunos do terceiro ano do Ensino Médio de escolas públicas da rede estadual de educação de Minas Gerais, sobre temas relacionados à Física Moderna e contemporânea, com destaque ao tema Energia Nuclear. Essa proposta busca fundamentar as bases de uma sequência didática de ensino que será trabalhada em um futuro próximo junto a esses alunos nas escolas pesquisadas, pelo grupo PIBID Física do IFMG Congonhas. Para a obtenção dos dados da pesquisa utilizou-se um questionário que objetivava diagnosticar o conhecimento dos alunos a respeito do tema Energia Nuclear. Verificou-se na análise das respostas do questionário que grande parte dos estudantes não sabia responder ou explicar corretamente as questões propostas. Muitos responderam usando concepções alternativas relacionadas ao tema Energia Nuclear. Percebeu-se que apesar de ser um tema que desperta interesse e curiosidade dos alunos, por estar associado ao cotidiano deles e ainda estar presente nos documentos oficiais, PCN (Parâmetros Curriculares Nacionais) (BRASIL, 2002) e CBC (Currículo Básico Comum do estado de Minas Gerais) (Minas Gerais, 2009) ele é pouco trabalhado nas escolas, tendo os alunos muitas dúvidas conceituais relacionadas à Física Moderna e Contemporânea. Apesar das dificuldades os alunos pesquisados foram receptivos à idéia de participarem em um futuro próximo de uma atividade didática que trabalhe os conceitos relacionados à Física Moderna e Contemporânea (FMC) dando ênfase a Energia Nuclear.

Palavras-chave: Energia Nuclear, Física Moderna e contemporânea

## Introdução

Os currículos de Física do Ensino Médio, em geral, não têm atendido às recomendações das Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN - (BRASIL, 2002), para o Ensino Médio (KAWAMURA; HOUSUME, 2003) no que diz respeito à formação de um cidadão cientificamente alfabetizado. No cotidiano da maioria das escolas observa-se que o currículo de Física está ultrapassado, ou seja, não se ensina Física Moderna e Contemporânea (FMC).

Existe uma necessidade de atualizar o currículo de Física, onde vários autores como (TERRAZZAN, 1992) e (PAULO, 1997) ressaltam a importância da atualização dos currículos devido à influência crescente dos conteúdos de Física Moderna e Contemporânea no cotidiano da sociedade. Desta maneira pode-se proporcionar aos alunos um sentido lógico ao que eles aprendem na escola, fazendo

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23 a 27 de janeiro de 2017

com que possam estabelecer relações entre os conteúdos aprendidos e o mundo que os cerca.

Vários autores justificam a necessidade do ensino desses conteúdos, de Física Moderna e Contemporânea, seja do ponto de vista da cultura científica e suas implicações sociais (DELIZOICOV, 2001), ou seja, visando à compreensão dos desenvolvimentos tecnológicos que permeiam nosso cotidiano (TERRAZZAN, 1992) ou mesmo para apresentar a natureza do próprio conhecimento científico e as transformações introduzidas pelas novas formas de investigação da ciência.

Atualmente muitos recursos tecnológicos estão presentes no cotidiano das pessoas, e esses são explicados a partir de conceitos físicos. Entender o uso das tecnologias e os fenômenos físicos envolvidos torna os cidadãos críticos.

Segundo o PCN (Brasil, 2002, p.37):

...a Física deve apresentar-se como um conjunto de competências específicas que permita perceber como lidar com os fenômenos naturais e tecnologias, presentes no cotidiano, de forma contextualizada, em articulação com competências de outras áreas, de forma a mostrar que o conhecimento proporcionado por ela possa se transformar em uma ferramenta nas formas de pensar e agir. (Brasil, 2002, p. 37).

Podemos afirmar que a Física desta maneira está dentro da proposta dos PCNs (BRASIL, 2002) que buscam construir uma Física que esteja voltada para a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade. Autores como (TAYLOR e ZAFIRATOS, 1991) sugerem que os princípios básicos da FMC sejam trabalhados nos cursos cujos estudantes não tenham a intenção de optar por profissões científicas. Isso asseguraria que esses conhecimentos fizessem parte do arcabouço cultural de uma maior quantidade de pessoas.

Segundo a proposta apresentada nos Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 2002), o estudo da Matéria e Radiação, dentro da FMC tem como escopo:

[...] promover nos jovens competências para, por exemplo, ter condições de avaliar riscos e benefícios que decorrem da utilização de diferentes radiações, compreender os recursos de diagnóstico médico (radiografias, tomografias, etc.), acompanhar a discussão sobre os problemas relacionados à utilização da energia nuclear ou compreender a importância dos novos materiais e processos utilizados para o desenvolvimento da informática. (BRASIL, 2002, p.28).

Nesse trabalho buscou-se obter as concepções prévias dos alunos da rede estadual de ensino de Minas Gerais sobre Física Moderna e Contemporânea tendo como base o tema Energia Nuclear. Essas concepções obtidas serão usadas como referência para uma proposta de sequência de ensino que será desenvolvida em um futuro próximo pelos alunos bolsistas do grupo PIBID - Física do IFMG Campus Congonhas. Os alunos e as escolas da rede estadual participantes dessa pesquisa serão contemplados com essa proposta didática, que será realizada em aproximadamente dez horas, sendo desenvolvida através de palestras e oficinas que abordarão os conceitos relacionados à Física Moderna e Contemporânea.

Como instrumento de pesquisa utilizou-se um questionário com sete questões objetivas e discursivas. A análise das respostas do questionário aplicado foi realizada com base na categorização por análise de conteúdo (BARDIN, 1994).

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## Referencial teórico

Muitos pesquisadores defendem a inserção de temas de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio. (MACHADO e NARDI, 2004) defendem a atualização curricular:

'(...) tendo em vista a formação de cidadãos capazes de compreender as bases de inúmeras tecnologias presentes no dia a dia, tais como os computadores, o laser e os sistemas de posicionamento global por satélite (GPS), dentre inúmeros outros. (MACHADO e NARDI, 2004, p. 91)

Moreira (2006) também cita em seu trabalho:

'(...) não tem sentido que, em pleno século XXI, a Física que se ensina nas escolas se restrinja à Física Clássica que vai apenas até o século XIX.'. (MOREIRA, 2006, p.172)

Ostermann e Moreira (2000) relatam inúmeros trabalhos nesta área de pesquisa, entre eles (TERRAZZAN, 1992), diz que a tendência de atualização do currículo de Física justifica-se pela influência crescente dos conteúdos contemporâneos para o entendimento do mundo criado pelo homem atual, bem como a necessidade de formar um cidadão consciente e participativo que atue nesse mesmo mundo.

## Descrição do Trabalho

Essa pesquisa foi realizada em quatro turmas do terceiro ano do Ensino Médio, totalizando 123 alunos, sendo desenvolvida em três escolas de Minas Gerais, sendo cada escola localizada respectivamente nas cidades de: Belo Vale, Ouro Branco e São Brás do Suaçuí.

Justifica-se a pesquisa junto a turmas do terceiro ano do Ensino Médio, uma vez que, analisando os documentos oficiais que regem a rede estadual de educação em Minas Gerais e o currículo de Física das escolas, CBC (Currículo Básico Comum do estado de Minas Gerais), (Minas Gerais, 2009, p.11) o assunto de Física Moderna e Contemporânea deve ser ensinado no último ano do Ensino Médio. Considerando o CBC, é nessa etapa do Ensino Médio que o docente fica encarregado de incluir Física Moderna e Contemporânea (FMC) nos seus planejamentos de ensino.

Utilizou-se como instrumento de pesquisa um questionário com sete questões objetivas e discursivas que foi elaborado com o objetivo de obter o conhecimento prévio dos alunos sobre o tema Energia Nuclear.

Considerou-se como respostas corretas aquelas em acordo, com os conceitos de Física Moderna e Contemporânea abordados no livro Curso de Física, volume 3 (Álvares & Luz, 2012).

## Resultados Obtidos

Foram pesquisados 123 alunos do terceiro ano do Ensino Médio, sendo 73 alunos de uma escola do município de Belo Vale, 23 alunos de uma escola do

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município de São Brás do Suaçuí e 27 alunos de uma escola do município de Ouro Branco, todas pertencentes à rede estadual de educação de Minas Gerais. Denominaram-se as escolas como: Escola A (Belo Vale), escola B (São Brás do Suaçuí) e escola C (Ouro Branco).

Aqui apresentaremos e discutiremos algumas das questões do questionário de pesquisa.

A primeira questão perguntava aos alunos se eles já estudaram Energia Nuclear na escola ou em algum outro curso que eles já tinham participado. O quadro 01 mostra o quantitativo de alunos que responderam sim ou não.

Quadro 01: Alunos que já estudaram Energia Nuclear

Proporcionalmente observou-se que os alunos pesquisados da escola B foram os que relataram maior contato com o tema Energia Nuclear.

Algumas justificativas mencionadas pelos alunos, referentes à questão 1:

'Sim. Em um trabalho que realizamos; Na televisão e na escola.' (B 3) (Lê-se aluno 3 da escola B)

'Sim. Nas aulas de Química, nas aulas de Geografia e nas aulas de Ciências' (A 72) (Lê-se aluno 72 da escola A)

A segunda questão perguntava quais dos meios abaixo você teve maior contato com informação relacionadas ao tema Energia Nuclear. A análise das respostas permitiu chegar aos seguintes resultados, mostrados no quadro 02:

Quadro 02: Meios pelo qual os alunos tiveram contato com o tema Energia Nuclear

Observou-se que nas três escolas pesquisadas o maior contato com o tema Energia Nuclear deu-se pela televisão. Segundo os dados obtidos na pesquisa a escola B foi a que mais trabalhou essa temática junto aos seus alunos na sala de aula.

A terceira questão indagava o que os alunos entendiam sobre Energia Nuclear. A seguir algumas respostas apresentadas pelos alunos.

Na escola A apenas dois alunos, cerca de 3 %, afirmaram corretamente. Um dos alunos respondeu:

'Ela é obtida através de modificações realizadas no núcleo dos átomos'. (A 25)

Houve ainda 53% de outras respostas que não se aproximavam da resposta considerada correta e 44% de alunos que não souberam responder essa questão.

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Exemplos de respostas dadas e que constituem concepções alternativas dos alunos pesquisados:

'Energia química transformada em energia elétrica por fusão de elementos químicos.' (A 42)

'É uma energia que libera radiação no espaço, prejudicando a saúde.' (A 27)

'É uma energia muito tóxica.' (A 55)

Na escola B, observou-se que 12,9% dos alunos responderam corretamente. Alguns exemplos de respostas dadas foram:

'Energia liberada em uma reação nuclear.' (B 15) (Lê-se aluno 15 da escola B)

'Energia gerada da explosão do núcleo atômico.' (B 9)

Com relação aos demais alunos, 48% deram respostas que se distanciam do correto, usando concepções alternativas e 39,1% dos discentes responderam que não sabiam a resposta.

Na escola C, 3,7% dos alunos responderam corretamente. Alguns exemplos de respostas dadas foram:

'Energia obtida na colisão dos átomos de urânio.' (C 6) (Lê-se aluno 6 da escola C)

'Energia liberada de uma reação nuclear a partir do átomo de urânio.' (C 5)

Cerca de 18,5% dos discentes afirmaram que não sabiam responder e os demais alunos deram respostas usando concepções alternativas como :

'Energia pouco usada em nosso país, ela é usada em países que tem poucos recursos naturais; uma energia que pode ser radioativa.' (C 22)

A quarta questão perguntava se o aluno considera a Energia Nuclear benéfica ou maléfica para a sociedade, e pedia para ele explicar. Com a explicação objetivou-se analisar se eles têm o conhecimento dos pontos negativos e positivos vinculados à Energia Nuclear. Percebeu-se nessa questão que a maioria dos alunos considera a Energia Nuclear maléfica, e muitos não souberam ou não responderam a questão. No quadro 03 são apresentados os percentuais de respostas dadas.

Quadro 03: Opinião dos alunos pesquisados sobre aspectos positivos e negativos ao uso da Energia Nuclear

A seguir algumas justificativas dadas pelos alunos ao responder essa questão: Escola A:

'Maléfica, porque em contato com o ser humano leva à morte.' (A 17)

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'Benéfica, porque ela salvou várias vidas através da tecnologia nuclear na medicina; ela evita emissão de gases' (A 23)

Escola B:

'Maléfica, pois se um reator explodir pode causar vários danos' (B 18)

'Maléfica, pois a radioatividade pode afetar a saúde das pessoas' (B 5)

Escola C:

'Maléfica, porque onde ficam as usinas termonucleares podem ocorrer riscos à população em caso de vazamento' (C14)

'Benéfica, pois é um meio gerador de energia elétrica que pode ser instalado em qualquer local' (C 3)

Na quinta questão foi apresentado aos alunos uma figura de uma usina nuclear e seus vários componentes. Solicitou-se que eles descrevessem o que aquela imagem representava. O quadro 04 mostra algumas respostas obtidas. Devido ao grande número de variedades de respostas categorizadas para essa questão, representaram-se apenas as três respostas mais citadas percentualmente pelos alunos em cada escola.

Quadro 04: Categorização das respostas dos alunos sobre a figura de uma usina nuclear apresentada na questão 5

A questão seis indagava se os alunos sabiam citar algum acontecimento relacionado a acidentes nucleares no Brasil ou no mundo. Nesta questão muitos alunos não responderam ou não sabiam responder, mesmo sendo esse assunto de acidentes nucleares, abordado em outras disciplinas da educação básica como Geografia e História. Os alunos apresentaram respostas que foram categorizadas por escola, como representado no quadro 05.

Percebemos nessa questão que nas três escolas pesquisadas há um grande percentual de alunos que desconhecem os acidentes nucleares ocorridos. Os acidentes mais citados foram o de Goiânia com o Césio 137, o vazamento no reator

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nuclear da usina de Fukushima no Japão e a explosão das bombas nucleares em Hiroshima e Nagasaki, assuntos que sempre aparecem na mídia.

Quadro 05: Categorização das respostas dos alunos à questão seis sobre acidentes nucleares

Na questão sete perguntou- se aos alunos se eles gostariam de participar de uma atividade didática, tipo um mini curso com palestras e uso de simulações computacionais para aprenderem um pouco mais sobre o tema Energia Nuclear. Nessa questão também foi pedido a eles para citar alguns temas que eles gostariam que fossem abordados nessa atividade futura. O quadro 06 mostra que a maioria absoluta dos alunos se interessa pelo tema e tem vontade de participar dessa atividade proposta.

Quadro 06: Categorização das respostas dos alunos à questão sete

## Considerações Finais

Observou-se a partir da análise do questionário aplicado que a maior parte dos alunos mostrou dificuldades sobre o assunto Energia Nuclear, sendo por falta de conhecimentos ou por se expressar através de respostas vagas, usando concepções alternativas e com isso demonstrando dúvidas.

Ficou claro que mesmo alguns alunos afirmando ter um contato superficial com o conteúdo de Física Moderna e Contemporânea, em meios de comunicação fora da escola, suas respostas ao questionário mostraram que eles não aprenderam realmente os conceitos relacionados à Energia Nuclear.

- O questionário aplicado teve como foco o tema Energia Nuclear, por esse ser um tema que normalmente desperta o interesse do público em geral, devido principalmente às bombas e usinas nucleares. Percebeu-se que mesmo sendo um tema constante na mídia televisiva ou na Web , muitos dos alunos pesquisados desconheciam o assunto. Nas respostas dadas ficou claro também que esse tema é pouco trabalhado no cotidiano escolar.

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Com as concepções dos alunos sobre Física Moderna e Contemporânea, ênfase em energia Nuclear, obtidas através deste trabalho, espera-se que a atuação futura do grupo PIBID - Física - Congonhas, desenvolvendo a atividade didática proposta sobre esse tema nessas escolas pesquisadas, possa amenizar esse quadro de dificuldades discentes e promova uma melhoria no entendimento desses alunos quanto aos conceitos de FMC.

## Agradecimento

Ao Programa de Bolsas de Iniciação a Docência PIBID/CAPES, desenvolvido no IFMG Campus Congonhas, bolsa número 128471 pertencente ao autor 'PAGANOTTI, A'.

## Referências

ÁLVARES, B. A.; LUZ, A. M. R. Curso de Física. Vol. 3. Editora Scipione. São Paulo, 2012.

BARDIN, L. Análise de Conteúdo . Lisboa: Edições Setenta, 1994. 226 p.

BRASIL. Ministério da Educação. PCN Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciência da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília, MEC/SEMT, 2002.

DELIZOICOV, Demétrio. Problemas e problematizações. In: PIETROCOLA, Maurício. (Org.) Ensino de física: Conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora. Florianópolis: Editora da UFSC, 2001, p.125 -150.

KAWAMURA, Maria Regina Dubeux; HOUSUME, Yassuko. A Contribuição da Física para um Novo Ensino Médio. Física na Escola , São Paulo, v. 4, n.2, out. 2003.

Machado, D.I. e Nardi, R., in Atas do IV Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, Bauru, 2003, editado por M.A. Moreira (Abrapec, Porto Alegre, 2004), 1 CD-ROM.

MINAS GERAIS, Secretaria de Estado da Educação. Conteúdo Básico Comum (CBC) de Física no Ensino Médio, versão 2009 . Disponível em: http://crv.educacao.mg.gov.br/sistema\_crv/banco\_objetos\_crv/%7B467096A5-B3B44DAE-B9D3-A7AF67D6E02%7D\_PDF%20CBC%20Fisica.pdf. Acesso: 06/06/2015.

MOREIRA, Marco Antônio. A teoria de aprendizagem significativa e sua implementação em sala de aula . Brasília: Editora da UnB, 2006. 185p.

OSTERMANN, F.; MOREIRA, M. A. Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa 'Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio'. Investigações em Ensino de Ciências , Porto Alegre, v. 5, n. 1, p. 23-48, 2000.

PAULO, I. J. C. de. Elementos para uma proposta de inserção de tópicos de física moderna no ensino de nível médio . Cuiabá: Instituto de Educação - UFMT, 1997. Diss. Mestr. Educação.

TAYLOR, J. F.; ZAFIRATOS, C. Modern Physics For Scientist and Engineers . New Jersey: Prentice-Hall. (1991).

TERRAZZAN, E. A. A inserção da física moderna e contemporânea no ensino de física na escola de 2º grau. Caderno Catarinense de Ensino de Física , Florianópolis, v. 9, n. 3, p. 209-214, dez.1992.

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