TRINTA ANOS DE FÍSICA TAMBÉM É CULTURA: APRESENTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS DIDÁTICAS PARA O ENSINO DA INTERFACE FÍSICA-LITERATURA POR MEIO DE INDICADORES

## TRINTA ANOS DE FÍSICA TAMBÉM É CULTURA: APRESENTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS DIDÁTICAS PARA O ENSINO DA INTERFACE FÍSICA-LITERATURA POR MEIO DE INDICADORES

## Luís Gomes de Lima 1 , Márcio Vinicius Corrallo 2

1 Universidade de São Paulo/Faculdade de Educação/luis.gomes.lima@usp.br 2 Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de São Paulo/marciocorrallo@gmail.com

## Resumo

Há 30 anos João Zanetic afirmava em sua tese de doutorado que a física não podia prescindir de aspectos culturais mais amplos, onde o excesso de algoritimização no ensino da disciplina, como estratégia didática única, levava a um vazio intelectual e vivencial por parte dos estudantes. Passadas três décadas desta tese, podemos constatar sua importância histórica e cultural para o ensino de física, uma vez que deu passagem para diversas pesquisas que buscaram aprofundamento teórico e empírico no tocante a um ensino de física mais abrangente, que levasse em consideração aspectos outros da disciplina para além da matemática. Reflexões sobre a formação inicial e continuada de professores de física e, a inserção de uma física escolar que estivesse articulada em uma relação dialógica e horizontal com os estudantes, que permitisse a didatização da disciplina de física por meio de aspectos histórico-filosófico-sociais, alinhados com a arte, a música, o teatro, a literatura e, diversas outras manifestações culturais, são frutos deste primeiro estudo, que amplia e insere o ensino de física como cultura. De todas as possibilidades culturais surgidas a partir desse primeiro estudo, temos a vertente alinhada à Física e Literatura, a qual será fruto de investigação nesse trabalho. A interface física-literatura é, portanto, apresentada como estratégia didática ao ensino de física por meio de uso de indicadores que fornecem aos professores da disciplina um caminho didático para que possam utilizar essa ferramenta como ampliação de sua práxis pedagógica. A aplicação dos indicadores ocorreu em uma escola pública da zona sul de São Paulo, com 38 alunos de Ensino Médio do período noturno, tratando do problema da medida da Mecânica Quântica por meio de duas leituras: As raízes da Complementaridade e Alice no País do Quantum. Os resultados apontam para validação do uso dos indicadores da Interface Física-Literatura como ferramenta didática.

Palavras-chave : Física e Literatura; Interface Física-Literatura; Ensinoaprendizagem da Física.

## INTRODUÇÃO

A relação entre física e literatura, bem como sua caracterização mais ampla, física e cultura, que abrange o ensino de física articulado a vários contextos culturais, como a arte, a ficção científica, a leitura, entre outros, além da elaboração de propostas de ensino que se traduzam como promotoras de sentidos aos estudantes de física, em especial aos do Ensino Médio (EM), tem se refletido em diversos estudos por parte de pesquisadores da área de ensino de física. Nesse contexto, investigações tem levado ao desenvolvimento de proposições a respeito da inserção de uma física que contemple elementos culturais mais amplos, levando a desdobramentos que implicam estudos sobre o papel da leitura e escrita no ensino de ciências.

A partir da tese de Zanetic (1989) Física também é cultura , o interesse por criar proposições de ensino que abordem essa relação vem crescendo, como demonstra a revisão bibliográfica sobre física e literatura de Lima e Ricardo (2015).

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Essa revisão apresenta a física e literatura como um amálgama indissolúvel entre conceitos físicos e textos literários que estejam contidos em obras escritas. Tem potencial para ampliar e contextualizar os conteúdos da física escolar, permitindo melhorar a compreensão conceitual do fenômeno físico e a compreensão textual do texto escrito, ambos articulados em contextos diversos, o que se traduz em sentidos para os estudantes. É importante ressaltar que a necessidade de uma física que tenha sentido aos estudantes foi tema da mesa redonda apresentada por Barolli, Queiroz e Kawamura (2017) e presente no trabalho de Lima, Corrallo e Ricardo (2017) no último Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF). E, em ambos trabalhos constata-se que a física, quando articulada didaticamente em contextos diversos, como a leitura, possibilita uma compreensão maior por parte dos estudantes, dando sentido aos estudos dos fenômenos físicos para além da algoritimização de seus conceitos.

Nessa perspectiva, outros trabalhos como Hallack (2017) nos lembra que diversas pesquisas em Ensino de Ciências têm discutido a inserção da leitura como prática didática. Brockington (2005) apresenta proposição de dualidade onda-partícula para Ensino Médio (EM). Piassi (2007) insere contextos socioculturais por meio da ficção científica. De Souza e Dos Santos Neves (2016), entendem o uso de Alice no País do Quantum, como um livro paradidático mediador no processo de ensino aprendizagem de Física Quântica aos estudantes de EM. Dos Santos, Wisniewski, e Nonenmacher (2017) apresentam a transposição didática da física dos cientistas para a física de sala de aula por meio de textos literários. Afirmam, inclusive, que há mais chance de sucesso no ensino dos fenômenos físicos por meio dessa transposição didática que utiliza textos literários. Drigo Filho e Babini (2016) articulam o clássico de Dante Alighieri O Inferno de Dante , com tópicos de mecânica, articulando a física com a literatura. A lista é grande, e não temos a pretensão de esgotá-la aqui, apenas ilustramos algumas pesquisas que apontam na direção de um ensino de física que contemple recursos didáticos para ampliação da ideia de conteúdo.

Nesse sentido, necessitamos apresentar um entendimento sobre o eixo Física e Literatura para o ensino de física. Conforme apontam Lima e Ricardo (2015), as investigações preocupadas com a relação entre física e literatura abrangem três categorias principais, a saber: (I) a leitura; (II) a divulgação/ficção científica e; (III) a analogia e a metáfora no ensino de ciências/física. Inclusive, os autores incluem a história e filosofia da física, como pertencentes ao eixo Física e Literatura, uma vez que possuem aspectos tanto de escrita, quanto de conceitos físicos, como descrevem: ' Ressaltamos que, alguns trabalhos, também apresentam o papel da história e filosofia no ensino de física em dimensões que se aproximam das relações entre física e literatura ' (LIMA; RICARDO, 2015, p. 584).

Desse entendimento, a principal importância para o ensino de física nessa relação é permitir a ampliação do ensino e aprendizagem da física. Um ensino de física polarizado em uma única vertente didática, por exemplo, a da solução de exercícios de livros didáticos, não consegue mostrar todas as perspectivas e cenários que a física tem potencial para fornecer, como lembra Zanetic (1989), ao afirmar que, apenas o aspecto técnico do ensino de física ' não é suficiente para fornecer uma visão razoável do complexo sistema representado por qualquer ramo do conhecimento, especialmente a Física (ZANETIC, 1989, p. 17).

Entendemos com isso, que essa ampliação de visão didática sobre a física deve levar em consideração as três teses apresentadas por Silva (1998):

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1ª tese: todo professor, independente da disciplina que ensina, é professor de leitura; 2ª tese: a imaginação criadora e a fantasia não são exclusivamente das aulas de literatura; 3ª tese: as sequências integradas de textos e os desafios cognitivos são pré-requisitos básicos à formação do leitor (SILVA, 1998, p.123127).

Dada a importância retratada acima, consideraremos física e literatura como uma interface, doravante chamada Interface Física-Literatura (IFL), por entendermos que as propostas didáticas e trabalhos que tratem desta temática não separam a física da literatura e vice-versa, mas que, ao contrário, trabalham exatamente na interface entre estas duas culturas, beneficiando-se e apropriando-se, ora dos contextos culturais literários, ora dos científicos, construindo um amálgama indissolúvel de aprendizado científico-cultural.

Entretanto, é necessário apontar que não há, até o presente momento, um ferramental teórico-metodológico e didático sólido, capaz de dar segurança ao professor de física para que possa se utilizar da IFL em sua práxis educativa. Quais textos literários se deve escolher? Qual tipo de leitura (contos, ficção científica, textos filosóficos, textos originais, clássicos, infantis...)? Como proceder ao desenvolvimento teórico-conceitual dos fenômenos físicos por meio dessas leituras a fim de converter a leitura em compreensão conceitual, desenvolvendo a cognição e a abstração? O que de fato acontece com o aprendizado do aluno quando é envolvido na IFL?

Essas questões são motivo de investigação por parte da área de ensino de física que se interessa nos trabalhos que envolvam a IFL. Entretanto, nesse trabalho, apresentamos algumas possibilidades de resposta para essas indagações, por meio do desenvolvimento teórico de três indicadores que se mostraram úteis para a didatização dos saberes da física por meio da IFL.

## INDICADORES DA INTERFACE FÍSICA-LITERATURA

Entendemos que a partir da introdução acima, e das convergências existentes nas pesquisas que tratam da inserção de leituras no ensino de física, podemos deduzir três indicadores para uso da interface física-literatura como uma ferramenta didática ao ensino da física. Esses indicadores podem ser agrupados naquilo que denominamos Indicadores da Interface Física-Literatura (IIFL), por compreenderem a adaptação entre as duas culturas, física e literatura, cujo resultado final possua características inerentes aos dois sistemas. Nesse sentido, esses indicadores possibilitam uma enculturação do sujeito quanto à compreensão dos conceitos físicos em contextos culturais mais amplos. E permite, ao final, uma formação mais abrangente e contextualizada, onde apareçam tanto aspectos conceituais da física, quanto o entendimento destes conceitos como construção humana, relacionando-os com a história, a filosofia e a cultura em geral.

Os indicadores foram denominados de: (1) motivação ou existência de base afetiva-volitiva; (2) presença de conceitos físicos na literatura utilizada; (3) tratamento e conversão dos conceitos presentes na leitura para os conceitos físicos objetos de ensino.

- O primeiro indicador consiste na motivação ou existência de uma base afetiva-volitiva e baseia-se nas constatações de Vygotsky (2008) de que o pensamento é gerado pela motivação, onde a vontade é a função psicológica que

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potencializa as demais funções psíquicas superiores (abstração, memória lógica e atenção deliberada), especialmente a abstração, possibilitando a cognição. Vygotsky (2008) estabelece a importância da palavra como meio condutor para ação do pensamento, para o autor, a palavra é o termo de desenvolvimento do pensamento, constituindo-se como conceito.

Essa relação estabelecida entre palavra e conceito é fundamental para que a IFL se instaure em situações de ensino e aprendizagem, haja vista que há necessidade de que o texto escrito, a literatura utilizada, possua conceitos físicos a serem didatizados. A importância da base afetiva-volitiva é apontada, também, na construção do pensamento, como ressalta Vygotsky (2008):

A comunicação direta entre os espíritos é impossível , não só fisicamente mas também psicologicamente. A comunicação só é possível de uma forma indireta. O pensamento tem que passar primeiro pelos significados e depois pelas palavras. Chegamos assim ao último passo da nossa análise do pensamento verbal. O pensamento propriamente dito é gerado pela motivação , isto é, pelos nossos desejos e necessidades, os nossos interesses e emoções. Por detrás de todos os pensamentos há uma tendência volitivaafetiva, que detém a resposta ao derradeiro porquê da análise do pensamento . Uma verdadeira e exaustiva compreensão do pensamento de outrem só é possível quando tivermos compreendido a sua base afetivavolitiva (VYGOTSKY, 2008, p. 129, grifo nosso).

Com isso, a importância desse indicador reside no fato de que é necessário escolher bem a obra literária, ou o texto a ser trabalhado com os alunos, de forma que seja uma leitura agradável e agregadora de sentidos, evitando-se uma leitura que seja mais difícil que a exposição do conceito em si, o que inviabilizaria sua aplicação.

- O segundo indicador se insere na constatação ou presença de conceitos físicos na literatura , o qual se fundamenta na verificação da existência dos conceitos físicos que possam ser abstraídos e trabalhados didaticamente pelo professor, como apresentado nos trabalhos analisados por Lima e Ricardo (2015). Esse indicador permite a didatização conceitual e a formação de sentidos em contextos mais amplos que aqueles apresentados inicialmente, seja pela exposição conceitual de um princípio físico, seja pela leitura deste princípio em alguma obra literária. Assim, se o texto escrito apresentar relações conceituais científicas, estas devem ser trabalhadas e mediadas pelo professor a fim de concretizar uma situação de ensino que trate da IFL em contextos diversos àqueles únicos presentes somente na leitura ou somente na física, dando sentido tanto ao texto, quanto ao fenômeno científico.

Como aponta Silva (1998, p. 127) 'as sequências integradas de textos e os desafios cognitivos são pré-requisitos básicos à formação do leitor' e acrescentamos, à formação do estudante de física. Este indicador é imprescindível para o estabelecimento da IFL, caso não ocorra a presença de conceitos físicos na obra, que sejam do interesse didático do professor para determinada aula/conteúdo, esta não pode ser utilizada, sob o risco de se tornar inócua ao aprendizado físico pretendido.

- O terceiro indicador se refere ao tratamento e conversão dos conceitos presentes na leitura para os conceitos físicos pretendidos , sua importância se assenta no fato do professor, como mediador do processo ensino-aprendizagem, dever tratar o signo da palavra em sua língua materna (natural) presente na literatura escolhida, e utilizada em sua práxis, convertendo-o para outra linguagem, no caso a conceitual. Para isso pode converter a linguagem semiótica da escrita em linguagem

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matemática por meio de uma expressão algébrica, uma função, ou um gráfico, dando sentido àquela e possibilitando a abstração e a compreensão do fenômeno físico em contextos diversos, demonstrando a física como construção humana articulada com a sociedade.

Este terceiro indicador se assenta no referencial teórico de Duval (1993; 1995) e trata especificamente dos registros de representação semiótica que surgem das leituras efetuadas em obras literárias e que devem, segundo o autor, serem tratados didaticamente pelo professor em seu registro inicial, a saber, a língua natural em que foi escrito. Após esse tratamento, os registros gerados devem ser convertidos em um outro registro semiótico, em nosso caso, em um registro que pode ser conceitual, ou uma expressão matemática, ou um símbolo científico, ou um gráfico, entre outras possibilidades. De acordo com o autor, o tratamento consiste em uma transformação de uma representação em outra, interna a um registro ou a um sistema, sem mudança deste registro semiótico para outro. Enquanto a conversão, consiste na transformação da representação de um determinado objeto em uma representação deste mesmo objeto, só que em outro registro semiótico. Conforme Duval (1993), a conversão é uma transformação externa ao registro inicial, sendo cognitivamente diferente do tratamento, que é interno. Em nosso caso particular, que trata da IFL, o tratamento consiste em transformar uma linguagem escrita literária em outra linguagem escrita conceitual, enquanto que a conversão, transforma uma representação em outra diferente, como um escrito conceitual em uma expressão algébrica.

Os três indicadores apresentados, quando trabalhados em conjunto, resultam em uma ferramenta didática específica para ser utilizada em aulas de física com o propósito de se trabalhar e facilitar a inserção da IFL, pois apontam se a obra literária será motivadora aos alunos, possibilitando interesse dos mesmos sobre o assunto; estabelecem a presença de quais conceitos físicos existem no texto a ser empregado e; favorecem o trabalho didático do professor ao mostrar quais destes elementos devem passar por tratamento e por conversão de seus registros.

Em nossa metodologia iremos apresentar uma proposta didática que se utiliza desses indicadores com o objetivo de inserir tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) para estudantes de EM.

## METODOLOGIA

A metodologia empregada nesse trabalho tem por objetivo aplicar os IIFL em uma proposta de ensino sobre FMC, a respeito da complementaridade e da medição, por meio de duas leituras. A primeira dada por Holton (1984) As raízes da complementaridade (22 páginas), permitindo uma inserção histórica-filosófica-social sobre o conceito da complementaridade no texto escrito. A segunda, presente em Gilmore (1998), trata da leitura do 4º capítulo de Alice no País do Quantum (19 páginas), intitulado A Escola de Copenhague , versando sobre o conceito do problema da medida na Mecânica Quântica (MQ) na obra literária. Os IIFL se mostraram úteis na escolha das leituras, a primeira leitura permitiu motivação pois os alunos constaram haver elementos culturais amplos na concepção de complementaridade proposta por Bohr. Os conceitos físicos presentes na leitura foram sendo percebidos durante a leitura e o 3º indicador foi utilizado pelo professor na medida que mediava a leitura dialogando com os alunos e apresentando os conceitos físicos que iam surgindo. Na descrição de Gilmore (1998), a leitura possui linguagem fácil aos estudantes, motivando-os para leitura e os conceitos físicos presentes na literatura foram

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adequadamente convertidos em conteúdos físicos pelo professor, garantindo a percepção da física como construção humana, o que, também, valida o uso dos IIFL.

É importante destacar que os estudantes em questão já tinham lido os três capítulos anteriores de Alice no País do Quantum , e o professor já havia trabalhado outros tópicos de FMC, a saber: teoria quântica, dualidade onda-partícula, difração da luz e do elétron em uma dupla fenda, equação de onda de De Broglie, princípio da incerteza de Heisenberg e superposição de estados quânticos.

A forma em que ocorreram essas leituras foi baseada em aulas expositivas e dialógicas, totalizando dez aulas, onde os alunos tinham as cópias e foram lendo em sala de aula, seguindo sua ordem constante na lista de chamada. A cada término de capítulo o professor fazia uma pausa e comentava com os alunos o contexto lido, articulando a leitura com os conteúdos de FMC já estudados e aprofundando outros conteúdos que iam surgindo.

A primeira leitura tratou das Raízes da Complementaridade de Holton (1984), que ocorreu nas primeiras cinco aulas. A descrição e desenvolvimento dos saberes desenvolvidos nessa leitura, por meio da mediação do professor, são resumidas na Tabela 1.

Tabela 1: Leitura e conteúdos desenvolvidos em Holton (1984).

A seguir, na Tabela 2, apresentamos o resumo da segunda leitura.

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Tabela 2: Leitura e conteúdos desenvolvidos sobre 4º capítulo de Gilmore (1998).

## EPÍLOGO

Das tabelas 1 e 2, podemos verificar a construção de conhecimentos físicos e a ampliação dos conteúdos em contextos culturais diversos. Após o término das aulas, o professor promoveu um debate entre os alunos, retomando os principais conteúdos constantes nas leituras e verificou a construção de um entendimento maior a respeito da construção do conhecimento físico relacionado aos contextos sóciohistórico-filosóficos e culturais, demonstrando a física como uma construção e não como um processo pronto e acabado. Além dessa didatização, os alunos foram questionados a respeito da utilização dessas leituras nas aulas de física, ao que responderam ter sido prazerosa e que permitiu que entendessem como é complexa a construção dos conceitos científicos, pois estão envolvidos em muitas coisas além dos cálculos que eram acostumados a estudar.

Os IIFL se mostraram úteis para escolha e aplicação das leituras utilizadas. Algumas características das leituras apontam essa constatação, como o fato dos textos apresentarem fácil interpretação, contendo algumas ilustrações, as quais permitem uma passagem do abstrato ao concreto. Ainda, apresentam conteúdos físicos facilmente identificados, e a ação do professor como mediador do processo de ensino e aprendizagem contribuiu para validação dos IIFL no contexto estudado.

A leitura de Holton (1984), permitiu aos estudantes terem aprofundamento histórico-filosófico-social a respeito dos conteúdos de FMC que já haviam estudado. A leitura de Gilmore (1998), garantiu a compreensão do problema da medida na FQ e do papel do observador na experimentação. Pode-se dizer que a utilização das duas leituras foram complementares ao processo de ensino e aprendizagem e que os estudantes tiveram a oportunidade de compreender a física em um contexto cultural mais amplo do que aquele visto e apresentado em apostilas ou livros didáticos.

Entendemos que os IIFL constituem uma ferramenta didática para o ensino de física, e que contribuem para que professores possam utilizar leituras em suas aulas a fim de diversificar suas estratégias didáticas e possibilitar que os nossos estudantes sejam protagonistas em seu processo de aprendizagem. Futuras pesquisas podem utilizar os IIFL em outros textos com o intuito de verificar suas vantagens e desvantagens, estabelecendo limites ou expansões de seu uso.

## REFERÊNCIAS

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