História da Ciência e Atividades Prático-experimentais em Livros Didáticos de Física

## História da Ciência e Atividades Prático-experimentais em Livros Didáticos de Física

## Carlos de Almeida Balbino , Maria Cristina do Amaral Moreira 1 2

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IFRJ - Nilópolis e-mail: carlosbalbino\_12@hotmail.com 2 IFRJ - Nilópolis e-mail: maria.amaral@ifrj.edu.br

## Resumo

O livro didático é um dos recursos didáticos que é ainda hoje, facilmente encontrado na escola da rede pública de ensino devido ao alto investimento realizado pelo Programa Nacional do Livro Didático na aquisição de coleções didáticas das diversas disciplinas curriculares. Este estudo visou entender e analisar a temática eletricidade em livros didáticos de física, sobretudo, no que diz respeito aos conteúdos de circuito elétrico simples e resistor para o ensino médio. Nesse sentido, realizou-se uma pesquisa em dez coleções didáticas de física aprovadas pelo programa do livro didático no triênio 2015-2017, com intuito de averiguar como as perspectivas metodológicas da história da ciência e das atividades prático-experimentais têm sido empregadas no texto do livro com base em critérios de avaliação e análise provenientes de literatura acadêmica relacionada ao ensino de ciências. Os resultados apontam que embora presente, a perspectiva da história da ciência ainda é explorada de forma esporádica e focada em cientistas eminentes em relação ao tema analisado configurando uma lacuna teórica que necessita de um olhar mais apurado nos livros. No que diz respeito às atividades prático-experimentais identificamos que, embora estejam presentes em quase todas as coleções, a maioria delas está na forma de exercícios e experiências demonstrativas. Notamos ainda que apenas um livro contempla os requisitos mínimos propostos neste trabalho, resultado que nos faz refletir a qualidade do material didático entregue as escolas públicas do país.

Palavras-chave : História da ciência, atividades prático-experimentais, livro didático.

## Introdução

O livro didático (LD) vem sendo um recurso que se mantém presente no ambiente escolar há muitos anos. Por isso, tem sido igualmente estudado frente aos objetivos a serem alcançados na aprendizagem, e no ensino de física. Pode desempenhar o papel de auxiliar tanto aos professores como aos alunos na compreensão de assuntos por diversos vieses, sejam eles experimentais, práticos, conceituais ou até mesmo históricos. Assim este relevante recurso deveria estar sempre em mudança uma vez que os estudos sobre ele avançam (CERQUEIRA e MARTINS, 2010).

Dessa forma, LD é um componente que historicamente acompanha a educação e os processos de aprendizagem. Nos livros estão registrados conhecimentos diversos, e alguns destes se perpetuam pelo tempo. Entre outros aspectos, o Brasil vem investindo em larga escala no LD para auxiliar os alunos e

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professores como forma de melhorar o ensino nas diversas escolas. (MARTINS e GARCIA, 2015)

O Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) é o responsável por analisar e aprovar (ou não) obras que serão utilizadas no ensino público do país. O edital 01/2013 - CGPLI (BRASIL, 2013) é referente aos livros distribuídos a partir de 2015, recebendo o nome PNLD de 2015. No caso da física, o programa ao buscar por materiais que dêem suporte a essa disciplina escolar trata da transposição didática dessa ciência referência e, tem como objetivo, entre outros, proporcionar aos alunos uma aprendizagem

que os capacite para o exercício pleno de sua cidadania, com possibilidades efetivas em termos de participação ativa e crítica na sociedade, de inserção adequada no mercado de trabalho, de continuidade dos estudos em nível superior e de formação contínua ao longo da vida (BRASIL, 2014, p. 8).

A partir desta preocupação, existe uma comissão avaliadora composta por especialistas em educação e ensino de física que em um contexto geral identificam onde estas precisam cumprir critérios rigorosos. Porém, há a dúvida se todos estes têm sido devidamente cumpridos, no que vise à formação adequada dos alunos. Devido a este motivo, o presente trabalho teve como objetivo analisar LD de física aprovados no PNLD (triênio 2015-2017) com base em dois critérios assinalados como fundamentais no ensino de física: a história da ciência e as atividades práticoexperimentais.

Existem, no meio acadêmico, diversas visões e entendimentos sobre as formas de ensinar. A história da ciência (HC) e as atividades prático-experimentais (APE) são dois exemplos muito explorados na literatura acadêmica. Dessa forma, precisamos especificar as definições de HC e APE que são utilizadas neste trabalho, para que o leitor possa entender sobre qual proposta estamos nos referindo.

A perspectiva da HC é própria e distinta da utilizada na ciência ou na história e não deve, assim, ser a mescla de ambas, pois as duas áreas de conhecimento tratam de estudos que em si se relacionam, porém são fundamentalmente diferentes. Dessa forma, podemos definir a metodologia da HC a partir de duas perspectivas, a conceitual e a não conceitual. A conceitual, ou interna, discute os fatores científicos, como as evidências, textos ou manuscritos originais e os experimentos realizados. Assim, trata do contexto científico do período observado, como, no exemplo da teoria corpuscular da luz de Newton fundamentada e adequada ao conhecimento da época em que foi proposta. (MARTINS, 2005). Já a não conceitual, ou externa, averigua fatores que estão além da ciência: o contexto social, econômico, psicológico, militar e de mercado; a disputa entre ideologias científicas e ou até mesmo a influência que um cientista de renome tem ao propor suas teorias e leis a ponto de estas serem adotadas, mesmo não possuindo total aceitação na comunidade acadêmica. A aplicação da HC ideal no ensino passaria, assim, por ambas as perspectivas (MARTINS, 2005).

O uso de APE tem duas interpretações no meio acadêmico: uma aponta que essas atividades proporcionam a minimização das dificuldades em aprender e ensinar física; mas há os que não defendem o seu uso, sobretudo se a prática é realizada numa visão ingênua de ciência, onde os laboratórios são utilizados para comprovar teorias vistas em sala de aula de maneira tradicional (PEREIRA e

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MOREIRA, 2017). Quanto aos que contribuem com o ensino, pesquisadores identificam três tipos de APE: experiências, exercícios e investigações. A experiência aproxima o aluno aos fenômenos físicos, os exercícios têm por objetivos desenvolver habilidades práticas, e as investigações proporcionam aos alunos liberdade para entender e explicar os fenômenos (TAMIR, 1991 apud PEREIRA e MOREIRA, 2017).

No que diz respeito ao tema da eletricidade podemos afirmar que esse se encontra presente no cotidiano de muitas pessoas, mas nem sempre é identificado por apresentar alguns de seus conceitos de forma abstrata e de difícil compreensão. Dessa forma, este trabalho busca entender como os conteúdos de corrente elétrica e resistores são apresentados nos LD, baseado nas perspectivas citadas acima.

## Metodologia

Para o triênio de 2015, 2016 e 2017 o PNLD aprovou para aquisição em escolas da rede pública um total de 14 obras didáticas de física. Todas essas obras são divididas em três volumes (formando uma coleção) e cada livro pode conter no máximo 320 páginas. Assim, dez obras foram analisadas neste trabalho, pois essas estavam disponíveis para empréstimo na biblioteca do curso da Licenciatura em Física ( campus Nilópolis do IFRJ). Em relação às demais, houve dificuldade em obtê-las, pois estes livros são não consumíveis e, assim, sua venda é proibida.

As obras que foram estudadas neste trabalho estão dispostas abaixo no Quadro 1, e numeramos de L1 a L10 para evitar a repetição do nome dos livros e seus respectivos autores. Elas são:

Quadro 1: Obras analisadas

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Fonte: elaborado pelos autores

Os critérios utilizados para a análise das obras em relação às APE são as definições de Pereira e Moreira (2017), onde obtemos dados quantitativos e qualitativos. Os critérios observados são a identificação e classificação (exercícios, experiências e investigações) de experimentos. A forma de discernir em qual categoria cada prática se enquadra veio através da interpretação dos possíveis objetivos de cada LD. Foi considerada experiência qualquer ação na qual o aluno se aproxime do fenômeno da natureza (aqui adotamos que entender a resistência elétrica dos materiais faz parte do estudo da natureza). Foram classificados como investigação os que solicitam os alunos a realizarem pesquisa sobre um determinado assunto. A categoria exercício foi proposta para situações em que o aluno manuseia materiais, porém sem o intuito de verificar um fenômeno da natureza.

Para a dimensão da HC os critérios se basearam em Netto e Guerra (2015) tais como; a apresentação da HC nos livros (ao longo do texto, em boxes) e aspectos da HC abordados (biografias de cientistas, sociedade e cultura da época, experimentos e textos originais etc).

## Resultados e discussões

Os experimentos propostos pelos LD podem ser visualizados no Quadro 2. As siglas entre parênteses significam: EXP- experiências; EXC- Exercícios e INVinvestigações.

Quadro 2: Dados sobre atividades prático-experimentais

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Fonte: Elaborado pelos autores

Podemos verificar a partir do Quadro 2 que L3 e L7 não apresentam em seus textos indicações APE de nenhum tipo. Nas demais obras já são encontradas práticas com esses critérios, que em sua maioria são experiências, nas quais há investigação e também exercícios.

Assim, podemos ver que apenas L10 trouxe a prática experimental exercício, solicitando aos alunos a construção de objetos que não necessariamente representam a natureza a partir de um tutorial definido pelos autores.

L1, L4, L8 e L9 fomentam os alunos investigarem determinadas situações ou objetos. Esta prática incita a curiosidade, como, por exemplo, em L9 em que o objeto de estudo é o ar-condicionado, um aparelho elétrico presente na realidade das grandes cidades. Ainda sobre a investigação, é interessante ver que L4 e L8 destinam espaço à verificação de relógios de luz. É muito comum a existência desse equipamento nas residências e locais nos quais há eletricidade. Essa prática pode conscientizar aos alunos a economizarem energia elétrica, uma ação válida ambiental e economicamente, pois os alunos poderão verificar que se alguém na casa toma banho quente, por exemplo, o relógio 'corre' mais rápido.

Sobre as experiências, L1, L2, L5, L6 e L8 solicitam a montagem de associação de resistores, geralmente em série e em paralelo. Esta prática está totalmente conexa com o conteúdo apresentado. Vemos nos LD muitas vezes as definições, por exemplo, de tensão dividida e a mesma corrente em um circuito em série, porém não podemos verificar essas informações visualmente, e os experimentos com lâmpadas com mesma potência podem ajudar os alunos videntes a compreender tais conceitos.

As práticas em ambientes escolares com cunho experimental ainda possuem o fator que não há garantias que os experimentos montados irão proporcionar os resultados esperados, pois podem ocorrer falhas técnicas, como uma lâmpada que dissipa uma potência maior que a indicada por fábrica, ou uma pilha alcalina que não disponibiliza 3V corretos. Essas falhas podem ser usadas para alimentar debates sobre possíveis conflitos e demonstrar que o processo científico envolve, em alguns casos, situações que não podem ser controladas em sua totalidade. Além disso, seria interessante aos livros apontar essas questões.

Sobre a HC, o levantamento dos dados proporciona que o quadro 2 seja preenchido separando os livros em duas categorias: os que apresentam a HC no texto principal e os que usam boxes exploratórios.

Quadro 3: Dados sobre História da Ciência

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Fonte: Elaborado pelos autores

O quadro 3 aponta que em apenas duas coleções a HC foi aproveitada de maneira significativa, ou seja, para além de informações de nomes e da vida de cientistas. Como apresentado por Silva e Teixeira (2009), ainda há a tendência de conter nos LD apenas biografias curtas em boxes separados de alguns cientistas envolvidos com o conteúdo a ser ensinado, causando a sensação que apenas Ohm ou Ampère desenvolveram a eletricidade do dia para a noite. Dessa forma, não levam em conta os erros, acertos e limites de validades das teorias.

Omitir a HC nos LD propicia o falso entendimento que a ciência está pronta e seus resultados são divinamente propostos, dogmas inquestionáveis, indo totalmente contra o que a Ciência em si propõe. Nesse sentido, cinco das obras aprovadas no PNLD e analisadas podem causar tal impressão por simplesmente não demonstrarem como se desenvolveu o conhecimento descrito em seus textos. Além disso, foi possível identificar que L1 e L2 não foram mencionados, pois em ambos os livros apenas é citado, no corpo do texto, o ano de nascimento e de morte de Ohm.

Dentre as obras estudadas, L9 é a que mais se destaca em função da HC. Seu texto é baseado em construir os processos de formação do conteúdo apresentado sem transformar o LD em um curso de HC, como Almeida e Martins (2017) elucidam o que proporciona as definições técnicas e conceituais.

## Considerações finais

Para concluir entendemos que ainda há espaço para a inserção das variadas perspectivas de ensino de física e de outras ciências. Verificamos a pouca inserção da HC no tema analisado configurando uma lacuna teórica que necessita de um olhar mais apurado por parte dos pesquisadores e autores de livros. No quesito APE dois LD analisados nem sequer apresentaram atividade neste formato associada ao assunto de eletricidade, fato esse que igualmente parece merecer atenção.

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Embora as perspectivas de análise escolhidas história da ciência e atividades prático-experimentais tenham sido analisadas separadamente podemos ver que os livros que contemplam essas dimensões têm possibilidades de se aproximar do que é considerado pelas pesquisas acadêmicas como aspectos que proporcionam melhor desempenho no ensino de ciências e de física. Ao entendermos que essas são indispensáveis ao ensino de física, parece-nos que as exigências documentais do PNLD não estão sendo totalmente alcançadas nos LD.

## Referências

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BRASIL. Ministério da Educação. Guia de livros didáticos PNLD 2015 . Brasília (2014).

BRASIL, Ministério da Educação. Edital de convocação para o processo de inscrição e avaliação de obras didáticas para o Programa Nacional Do Livro Didático . Brasília (2013).

CERQUEIRA, M; MARTINS, L. O Reconhecimento da Importância dos Livros Didáticos no Campo da Educação. Revista Virtual , v. 6, n. 2, 2010. p. 159-170.

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MARTINS, L A-C. P. História da Ciência: objetos, métodos e problemas. Ciência & Educação, v. 11, n. 2, 2005. p. 305-317.

NETTO, M. F. S.; GUERRA, A. Uma análise sobre a apresentação histórica do conceito de energia nos livros didáticos física do ensino médio selecionados no PNLD. In: XXI Simpósio Nacional de Ensino de Física. Atas. Uberlândia:SBF, 2015.

PEREIRA, M.V; MOREIRA, M.C.A. Atividades prático-experimentais no ensino de Física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 34, n. 1, 2017. pp. 265-277.

SILVA, E.; TEIXEIRA, R. A História da Ciência nos Livros Didáticos Um Estudo Crítico sobre o Ensino de Física pautado nos Livros Didáticos e o uso da História da Ciência. In: XVIII Simpósio Nacional de Ensino de Física. Vitória: SBF, 2009.

## Obras Analisadas

ARTUSO, Alysson Ramos; WRUBLEWSKI, Marlon. Física: Volume III . 1ª edição. Curitiba: Editora Positivo, 2013.

BONJORNO, José; RAMOS, Clinton; PRADO, Eduardo; CASEMIRO, Renato; BONJORNO, Regina; BONJORNO, Valter. Física: Volume III . 2ª edição. São Paulo: FTD, 2013.

DOCA, Ricardo Helou; BÔAS, Newton Villas; BISCUOLA, Gualter José. Física: Volume III . 2ª edição. São Paulo: Editora Saraiva, 2013.

FILHO, Aurélio Gonçalves; TOSCANO, Carlos. Física Interação e Tecnologia: Volume III . 1ª edição. São Paulo: Leya, 2013.

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FUKE, Luiz Felipe; YAMAMOTO, Kazuhito. Física Para o Ensino Médio: Volume III . 3ª edição. São Paulo: Editora Saraiva, 2013.

MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Física Contexto & Aplicações: Volume III . 1ª edição. São Paulo: Editora Scipione, 2014.

PIETROCOLA, Maurício; POGIBIN, Alexander; ANDRADE, Renata de; ROMERO, Raquel. Física em Contextos pessoal, social e histórico. Eletricidade e magnetismo; ondas eletromagnéticas; radiação e matéria . 1ª edição. São Paulo: FTD, 2013.

PIQUEIRA, José; CARRON, Wilson; GUIMARÃES, Osvaldo. Física Volume III . 1ª edição. São Paulo: Editora Ática, 2014.

TORRES Carlos Magno; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES Paulo Antonio de Toledo; PENTEADO, Paulo Cesar Martins. Física Ciência e Tecnologia: Volume III . 3ª edição. São Paulo: Editora Moderna, 2013.

XAVIER, Claudio; BARRETO, Benigno. Física Aula Por Aula: Volume III . 2ª edição. São Paulo: FTD, 2013.

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