O ENSINO DE FÍSICA SOLAR POR MEIO DA ABORDAGEM CTSA

## O ENSINO DE FÍSICA SOLAR POR MEIO DA ABORDAGEM CTSA

## Graziella Prado Gimenez , Adriana Bortoletto 1 2

1 Escola Fazarte, e-mail:graziellepradogimenez@yahoo.com.br

2 UNESP/Departamento de Física e Química/e-mail: adribortto@feis.unesp.br

## Resumo

Os documentos oficiais de educação na área das Ciências da Natureza e as pesquisas em Ensino de Física ressaltam a importância da desnaturalização do ensino de Física na escola básica (BRASIL, 1999). Aponta-se a necessidade de aproximar os conceitos de Física em relação aos fatos e eventos fenomenológicos do cotidiano. Entendese como eventos fenomenológicos aqueles que envolvem as dimensões da Ciência e Tecnologia e seus impactos no ambiente e sociedade. Para isso desenvolvemos uma proposta de ensino de Física Solar, fundamentada na abordagem CTSA. Mobilizamos diversas atividades e recursos didáticos que potencializassem o engajamento dos estudantes do terceiro ano do ensino médio de uma escola pública. O objetivo desta proposta se pauta em responder as seguintes questões: Como os alunos percebem a divulgação das informações pela mídia? Quais as percepções de risco e as opiniões pessoais no contexto da proposta? A proposta de ensino engajou os alunos em um contexto de discussão? A proposta de abordagem da Física Solar e seus efeitos no planeta Terra, principalmente, frente ao fluxo de partículas carregadas, tornou-se uma questão controversa. Poucos alunos no que concerne o episódio I questionaram as informações veiculadas pela mídia. No entanto, no episódio II acerca da incerteza e risco despertou no aluno A14 a consciência de risco e a superficialidade de informações que o mesmo detinha para tomar uma decisão a nível individual. Essa percepção quando bem administrada pelo professor pode ser muito profícua no desenvolvimento de habilidades de argumentação, busca de evidências e relações de causa e efeito frente a controvérsia sociocientífica.

Palavras-chave : Ensino de Física, CTSA, Física Solar

## Introdução

Os documentos oficiais de educação na área das Ciências da Natureza e as pesquisas em Ensino de Física ressaltam a importância da desnaturalização do ensino de Física na escola básica (BRASIL, 1999). Aponta-se a necessidade de aproximar os conceitos de Física em relação aos fatos e eventos fenomenológicos do cotidiano. Entende-se como eventos fenomenológicos aqueles que envolvem as dimensões da Ciência e Tecnologia e seus impactos no ambiente e sociedade.

Levar em consideração a aproximação dos conceitos da Física com os eventos científicos e tecnológicos pressupõem que os fundamentos que orientam a prática pedagógica potencialize o desenvolvimento de valores éticos e morais, de concepção de Ciência e Tecnologia e habilidades argumentativas nos educandos.

As concepções de Ciência e Tecnologia são o esteio para desvelar como essas dimensões chegam até eles, e como influenciam na leitura do mundo. A literatura no Ensino de Ciências relata que a Ciência é erroneamente concebida como conhecimento em si mesmo, fechado, desprovido de elementos éticos e

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

23 a 27 de janeiro de 2017

morais durante o seu desenvolvimento (MENDES, SANTOS, 2014; KOLSTO, 2001). Por outro lado, a Tecnologia é vista como a Ciência aplicada, isenta de riscos para a sociedade. Não há um entendimento da relação direta entre a técnica e tecnologia, sendo a última relacionada com a arte de fazer, de melhorar a eficiência das atividades cotidianas no decorrer do desenvolvimento da sociedade e da articulação com as Ciências experimentais e não necessariamente com as Ciências básicas (CUPANI, 2004).

A ausência de análise crítica dessas duas dimensões, da utilização de conhecimentos científicos para leitura do mundo, provoca um distanciamento das disciplinas escolares de Ciências da Natureza da sociedade e, reduz o potencial de entendimento do papel da Tecnologia e dos fenômenos naturais nas atividades humanas. Neste sentido as questões que orientam essa proposta são: Como os alunos percebem a divulgação das informações dadas pela mídia? Quais as percepções de risco e as opiniões pessoais no contexto da proposta? A proposta de ensino engajou os alunos em um contexto de discussão?

## A Física Solar: Ejeções de massa coronal (CME) e vento solar

As ejeções de massa coronal (CME) são como o próprio nome diz: grandes ejeções de bolhas de matéria (elétrons, prótons e íons) que estão ligadas às linhas do campo magnético e são expelidas do Sol durante várias horas. Essas ejeções podem formar uma grande erupção que se estende para o espaço há milhares de quilômetros por segundo (CECATTO, 2003)

As causas e a origem desses fenômenos ainda são incógnitas, mas sabe-se que eles estão associados às proeminências eruptivas e também acompanham os 'flares' na forma de 'surges', que, em Língua Portuguesa, significa ondas (CECATTO, 2003).

Segundo Cecatto (2003), é possível observar a variação da intensidade das CME, de acordo com o ciclo solar, no mínimo, a atividade solar, ocorre em média um evento por semana, enquanto que a ocorrência máxima de eventos é de até três vezes ao dia. 'A maioria dos CME produz ondas de choque que, quando se propagam em direção à Terra, percorrem a distância a partir do Sol em cerca de 2 dias' (CECATTO, 2003).

As tempestades magnéticas são os fenômenos que mais causam impacto na Terra. Elas podem ser causadas por ejeções de massa coronal rápidas que produzem distúrbios no vento solar, durante os períodos de máxima atividade. O vento solar interage com o campo magnético causando descargas elétricas em nossa atmosfera. Elas duram algumas horas, provocando indução de correntes elétricas em sistemas de fornecimento de energia, ocasionando variação da tensão elétrica e das frequências.

As partículas que são ejetadas das CME, que conseguem penetrar na atmosfera terrestre, também trazem sérios danos, pois estas são capazes de danificar painéis dos satélites e interferir na eletrônica destes.

A National Aeronautics and Space Administrati on -NASA financiou pesquisas realizadas pela Academia Nacional de Ciências, em Washington, que apresentaram, por meio de estudos das erupções solares, algumas implicações nas redes de energia e nas comunicações, afetando diretamente a sociedade. Os resultados destes estudos trazem dados indicando riscos na área espacial próxima da Terra (NASA, 2009, tradução nossa).

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

De acordo com a NASA, os impactos que a atividade solar causam na Terra podem ser classificados como desastres naturais que ocorrem com baixa frequência, porém com grandes consequências.

## A Estruturação de uma Sequência Didática para o Ensino da Física Solar no Contexto da Abordagem CTSA

A proposta de ensino de física solar irá evidenciar os impactos que os fenômenos solares podem causar na Terra, particularmente nos sistemas de telecomunicações e por fim na sociedade. O interesse de desenvolver uma proposta de ensino nessa área se reporta ao anúncio periódico na mídia a respeito do aumento das atividades do Sol e os possíveis impactos nos sistemas de telecomunicações e transmissão de energia na Terra. Mas o que seria a atividade solar? Em que medida o aumento da atividade solar interferiria nos sistemas tecnológicos da Terra? Quais os prejuízos? Há risco? Quais os conteúdos científicos necessários para que se possa compreender o risco do aumento das atividades solares para a sociedade?

E por meio desses questionamentos que se torna possível fazer uma relação com os objetivos propostos por uma educação CTSA, entre eles, auxiliar o aluno a construir conhecimentos, habilidades e valores necessários.

Nos aspectos de ciência relacionados à natureza sociológica, incluir-se-ia uma discussão em torno das possibilidades de construção do estudo científico e o avanço tecnológico como formas de enfrentamento dos problemas causados (SANTOS e MORTIMER, 2002). Por exemplo, como que a ciência poderia resolver ou evitar a danificação dos painéis dos satélites, causadas pelas radiações cósmicas oriundas de períodos de intensa atividade solar? Quais materiais poderiam ser utilizados? Lembrando que, uma vez que esses sejam danificados, teria também que resolver o problema do sistema de comunicação que seria afetado (SILVA, 2006).

Desta forma é possível perceber que uma abordagem CTSA oferece uma ampla dimensão que vai além de significados de conceitos científicos. Logo, para o desenvolvimento de uma prática pedagógica voltada para o ensino de física solar e que vá ao encontro das relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente, é importante relacionar o impacto das tempestades magnéticas solares que atingem a Terra com os eventos cotidianos, bem como incitar um processo investigativo e reflexivo em torno das consequências desses fenômenos.

Dessa forma, o planejamento da proposta de ensino foi feito levando-se em consideração a sequência didática apresentada no Quadro 1

Quadro 1: Planejamento das Aulas

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

FONTE : Dados da própria autora.

## Metodologia

Trata-se de uma pesquisa de caráter qualitativo. O pesquisador deve se preocupar com o 'significado' que é dado à sua pesquisa. (LUDKE e ANDRÉ, 2012). Os dados foram constituídos por meio de áudio e transcritos na íntegra. A sequência didática contemplava uma carga-horária de 7 horas e foi desenvolvida em uma turma do Terceiro Ano do Ensino Médio de uma escola pública do interior do Estado de São Paulo. A turma continha 35 alunos.

## Análise de Dados

Optou-se por organizar os dados transcritos em termos de episódios que eram intrínsecos a uma aula específica e ao uso do recurso didático. Desta forma elencamos dois episódios que respectivamente tratam de temas associados a forma como os alunos percebem o papel da mídia e a natureza do risco e incerteza associada a emissão de partículas pelos ventos solares e a interação com os sistemas de comunicação.

## Episódio I - Percepção das informações veiculadas pela mídia

Nesse episódio foi realizada uma atividade pela professora para questionar os alunos após assistirem um vídeo que relacionava o aquecimento global com o fenômeno do vento solar. Foi possível observar que houve uma discussão com os alunos e entre os alunos em relação aos valores e ideias que a mídia tentava transmitir, ou seja, um questionamento a respeito da sua função social. Porém, no trecho abaixo quando a professora questiona os alunos a respeito do objetivo da emissora ao anunciar uma notícia que envolve o aquecimento global os fenômenos solares, os alunos se posicionam de maneira crente frente a enunciação das informações veiculadas. Trata-se de um indicador importante, pois um dos fundamentos de uma educação CTSA é que os alunos tenham habilidade de analisar em diferentes perspectivas, por exemplo: os discursos de especialistas e políticos acerca de um tema (RATCLIFFE e GRACE, 2003).

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Logo, os atos de fala dos alunos A10, A20,A25 e A24 confirmam uma ausência da dimensão analítica. Porém, essa dificuldade dos alunos pode ser justificada por histórico de escolarização em que atividades de exercício crítico, analíticas que envolvem diferentes perspectivas não foram valorizadas.

Professora: Qual o principal objetivo da emissora neste telejornal? A10 :O principal objetivo é informar e também gerar audiência.

A20: Transmitir mais conhecimento, do que o aquecimento global está cada vez mais prejudicando e mostrou para o público alvo ter mais conhecimento.

A25: Alertar a sociedade sobre o derretimento das calotas polares.

A24: Mostra sobre aquecimento global faz e não que os seres humanos tinham consciência do que está acontecendo.

Professora: Por que as emissoras de TV trazem questões que retratam os principais impactos ambientais no planeta?

A11: Na minha opinião é a emissão de , porque conforme liberado na atmosfera causa vários transtornos, claro que a atividade solar ajuda também com o aumento da temperatura, mas isso ocorre por causa dessa poluição, diminuindo as emissões

de , pode-se salvar o mundo e também se salvar

A23: Acredito que seja o período de máxima atividade solar, é um processo natural. Deve-se acreditar em grandes cientistas e não nesses que são comprados por empresas e governo a fim de promover o contexto sustentável

Por fim, é possível observar que nos momentos da sequência didática que foram trabalhados os conhecimentos específicos de Física, os alunos mobilizaram os mesmo para responder os questionamentos da professora. É possível observar nos atos de fala dos alunos A11 e A24.

## Episódio II - Percepção de Risco e Incerteza

Essas duas falas (A15 e A35) tornaram-se um bom indicador de encaminhamento para o desenvolvimento de habilidades analíticas frente ao um conjunto antagônico de informações. Todavia isso apenas ocorreu devido aos incessantes questionamentos de A14.

Professora: Na opinião de vocês, o que poderia acontecer se um fluxo de partículas carregadas (responsável por causar correntes no solo e que podem interferir nas redes elétricas) atingissem a magnetosfera e causasse um blecaute ('apagão') na cidade de São Paulo?

A25: É a questão essa ai?

A12: A professora está perguntando as consequências.

A25: Vai acabar a energia. Se acabar a energia em São Paulo ai todo mundo vai começar a roubar, vai bater um monte de carro. Consequências como roubos acidentes.

A14: É verdade essas coisas?

A25: Se acontece um blecaute na cidade de São Paulo vai gerar vários danos, acidentes, roubos, mortes, quedas de energia.

A12: Os geradores parariam de funcionar, o que dificultaria o armazenamento de alimentos.

A14: Para gente. Mas é verdade mesmo? Se acabar a energia vai gerar roubos e acabar a comida?

Professora: Então pessoal, nós temos a opinião dos dois vídeos, e também de pesquisadores diferentes, pode ser uma catástrofe ou não, não sabemos. Podemos

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

pensar assim também, os fenômenos solares acontecem a milhares de anos, não começou agora.

A15

: Nunca se sabe né!

Professora: Por isso que os pesquisadores estudam muito sobre isso.

A35 : Mas nunca se sabe. Porque nós temos os dois vídeos, as vezes o segundo vídeo esconde informações para não causar revolta na população, mas o outro vídeo já quer trazer a verdade para nós irmos nos preparando. Então o segundo vídeo ele ameniza a situação, fala que 'ah é só isso, não vai acontecer nada!', para nós ficarmos tranquilos.

Segundo Ulrick Beck (1992) o conceito de risco na sociedade contemporânea está muito mais associada à incerteza, a aflição, a ausência de experiências pessoais, a insuficiência de conhecimento, principalmente quando são fenômenos a fronteira do conhecimento, que no caso subjaz a temática da Física Solar e a ejeção de fluxos de partículas e possíveis danos na Terra. Essa aflição e consciência de risco foram despertadas no aluno A14. Todavia o conjunto de informações científicas disponibilizada pela professora ao longo da sequência tornou-se marginal frente a angústia de A14.

## Considerações Finais

A proposta de abordagem da Física Solar e seus efeitos no planeta Terra, principalmente, frente ao fluxo de partículas carregadas, tornou-se uma questão controversa. Poucos alunos no que concerne o episódio I questionaram as informações veiculadas pela mídia. No entanto, no episódio II acerca da incerteza e risco dessas ejeções de matérias e as possíveis consequências despertou no aluno A14 a consciência de risco e a superficialidade de informações que o mesmo detinha para tomar uma decisão a nível individual. Essa percepção permitiu que a todo momento se reportasse a professora em busca de uma certeza que aquela situação catastrófica criadas por seus colegas não iria acontecer.

Essa percepção de risco quando bem administrada pelo professor pode ser muito profícua no desenvolvimento de habilidades de argumentação, busca de evidências, critérios para selecionar evidências e relações de causa e efeito frente a controvérsia sociocientífica exposta.

## Referências

BRASIL. Parâmetros Curriculares Nacionais: ensino médio. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: Ministério da Educação, SEMTEC, 1999. Acesso em 15 abril 2012. http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/ciencian.pdf

CECATTO, J. R. O Sol. In: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Introdução a Astronomia e Astrofísica. São José Dos Campos: Inpe, 2003. Cap. 4, p. 1-32.

CUPANI, A. A tecnologia como problema filosófico: três enfoques. Scientiae Studia, v. 2, n. 4, p. 493-518, 2004.

LUDKE, M.; ANDRÈ, M. E. D. Pesquisa em educação : abordagens qualitativas. São Paulo: E.P.U., 2012

KOLSTO, S. Scientific Literacy for Citizenship: Tools for Dealing with the Science Dimension of Controversial Socioscientific Issues. International Journal of Science Education. v.85, n. 3, p. 291-310, 2001

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

23 a 27 de janeiro de 2017

NASA (Org.). What are the impacts on humanity. 2009 Disponível em: <http://science.nasa.gov/heliophysics/big-questions/how-does-solar-variability-affecthuman-society-technological-systems-and-the-habitability-of-planets/>. Acesso em: 12 jun. 2012 .

RATCLIFFE M.; GRACE M. Science education for citizenship : teaching socioscientific issues. Maidenhead: Open University Press, 2003

SANTOS, W. L. P; MORTIMER, E. F. Uma análise de pressupostos teóricos da abordagem C-T-S (Ciência - Tecnologia - Sociedade) no contexto da educação brasileira. Ensaio - Pesquisa em Educação em Ciências , Brasil, v. 2, n. 2, p.1-23, 1 dez. 2002 .

SILVA, A. Nossa Estrela: O Sol. 1. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2006. 166 p.

BECK, U. Risk Society . Towards a New Modernity. London: Sage Publications, 1992.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_