Neutrinos: uma abordagem na Educação Básica utilizando história em quadrinhos

## Neutrinos: uma abordagem na Educação Básica utilizando história em quadrinhos

## Ariskleber Moraes Santos¹ Arturo Rodolfo Samana²

¹ IFbaiano / ariskleber@gmail.com

² UESC /Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas /arsamana@uesc.br

## RESUMO

No intuito de contribuir com a Física a ser ensinada na Educação Básica, construímos um produto educacional em forma de história em quadrinhos (HQs) intitulada 'A partícula fantasma' que é composta de três capítulos: o primeiro intitulado de 'A conferência que Pauli não foi'; o segundo de 'Reines em detectando neutrinos' e o terceiro de 'Os caçadores de neutrinos e o problema dos neutrinos solares'. Assim, a HQs contempla a definição do neutrino, sua história, a Física envolvida e os experimentos realizados para detectá-los. A HQs é um material didático lúdico que deve ser utilizado para tornar o estudante ativo no processo de ensino-aprendizagem, levando-o a fazer questionamentos e discussões em relação aos fenômenos da Física Nuclear e da Física de Partículas. Os resultados da implementação nos indicam que os educandos relacionam o aprendizado a momentos engraçados, divertidos, prazerosos, que exercitam a criatividade e a imaginação, ajudando assim, na compreensão de conceitos contemporâneos de forma significativa e crítica. Na pesquisa se torna evidente que a HQs funciona como um elemento problematizador, pois prende o aluno ao assunto, fazendo-o questionar, querer saber mais sobre o tema e sobre o desenvolvimento da história, tornando o aluno ativo no processo, buscando discutir, expor juízo de valor de forma crítica e reflexiva.

Palavras-chave: Ensino de Física, História em quadrinhos, Neutrinos.

## INTRODUÇÃO

De acordo com Santos (2015) ao olharmos para as aulas de Física ministradas no século XXI no Ensino Médio, percebe-se que os conteúdos do século XX relacionados à Física Moderna são poucos explorados, prevalecendo os do século XIX, que torna o ensino de Física defasado em relação aos objetos e procedimentos tecnológicos dos dias atuais. Para o mesmo este distanciamento do que se ensina e do que vem sendo ensinado acerca da Física Moderna possuem causas, dentre elas pode-se destacar a falta de tempo para ministrar todos os conteúdos presente no currículo, a má formação dos professores e a falta de materiais didáticos que abordem o assunto.

No intuito de contribuir com a Física ensinada na Educação Básica com conteúdos da Física Nuclear é que produzimos uma história em quadrinhos (HQs) sobre os neutrinos intitulada 'A partícula fantasma'. Assim, nesta HQs utilizamos os conhecimentos sobre a definição, a história, a física e experimentos sobre os neutrinos para introduzir conceitos, fenômenos físicos e personagens da ciência do século XX aos leitores. Neste sentido, a HQs sobre os contempla o estudo do neutrino no núcleo dos átomos e a presença do neutrino em reações nucleares, estando estes conceitos presentes na Física

Nuclear que procuram escalas cada vez menores para fazer ciência não como verdade absoluta, mas como uma verdade construída por fatos, provas e argumentos do conhecimento científico contemporâneo.

Há muito tempo as HQs vêm sendo utilizadas pelos brasileiros transmitindo informação, cultura e diversão a seus consumidores. De acordo com Testoni (2003) As HQs, os jornais e as revistas, estão entre os meios de comunicação de massa mais difundidos, alcançando, pelas suas características universalmente observadas, uma influência perceptível na formação de seu público. Observa-se que é importante desenvolver uma HQs relacionada à Física Nuclear, para que os professores tenham um material complementar de grande aceitação pelos jovens facilitando assim, a sua inserção no currículo. O trabalho é relevante devido a HQs exercitar a criatividade e a imaginação que, aliadas ao conhecimento científico sobre a Física Nuclear, ajudará o estudante na compreensão de conceitos contemporâneos.

O objetivo geral do trabalho foi construir um material didático lúdico, utilizando a linguagem de quadrinhos sobre os neutrinos para estudantes da Educação Básica e analisar sua viabilidade com uma implementação. Tivemos como objetivos específicos: produzir o roteiro de três capítulos da história em quadrinhos sobre os neutrinos; integrar conhecimentos referentes aos neutrinos através de produção artística; construir caricaturas dos cientistas que participaram da descoberta dos neutrinos e de suas propriedades; construir a história em quadrinhos pela junção dos capítulos; disponibilizar a HQs de forma digitalizada e impressa para estudantes da Educação Básica; promover na produção do conhecimento um aspecto lúdico; divulgar o conhecimento científico sobre os neutrinos contidos na Física Nuclear e na Física de Partículas em forma de história em quadrinhos; verificar o aprendizado dos estudantes e a viabilidade do produto educacional. Para fundamentar a pesquisa teoricamente recorremos a autores como: Caruso, Carvalho e Silveira (2002), Gonçalves (2016), Ostermann (1999), Santos (2015), Testoni, (2003), Valdiviesso (2005), Vergueiro (2004), entre outros.

Em fim, a HQs irá contribuir para o Ensino de Física como um recurso didático capaz de minimizar o bloqueio que alguns estudantes têm com a Física e melhorando com isso, o aprendizado e divulgação do conhecimento físico do Brasil. Além de ser um produto acessível podemos perceber que a HQs é um produto educacional de baixo custo, sendo este produto um material paradidático, ou seja, complementar aos estudos.

## METODOLOGIA

A metodologia adotada para elaboração da HQs passou pela criação do roteiro da HQs sobre os neutrinos chamada de 'A partícula fantasma' que é composta de três capítulos: o primeiro intitulado de 'A conferência que Pauli não foi'; o segundo de 'Reines em detectando neutrinos' e o terceiro de 'Os caçadores de neutrinos e o problema dos neutrinos solares'. Utilizamos do programa Pixton que é um software dedicado à criação de quadrinhos, prático e cheio de ferramentas para edição, para criar as caricaturas dos personagens e para montar as paisagens dos quadrinhos.

Após a elaboração da HQs implementamos este produto educacional em uma turma do Ensino Básico Técnico e Tecnológico - EBTT de uma escola

pública federal do interior do estado da Bahia, que possuía duas aulas semanais de Física e continha 25 alunos no período letivo do ano de 2017. Reservamos duas horas aulas para implementação de cada capítulo da HQs, totalizando seis horas aulas na implementação do produto educacional. Os estudantes leram cada capítulo HQs separadamente, responderam o questionário relacionado ao capítulo e fizeram posteriormente uma discussão que foi gravada em áudio. Foram analisadas as respostas dos alunos para as questões: Os dados coletados a partir das respostas dos estudantes referentes às perguntas: 1) Gostou do capítulo da história em quadrinhos? Gostaria de saber mais? 2) Faça um comentário sobre o capítulo da história em quadrinhos.

Para analisar as respostas dos questionários e as discussões feitas pelos estudantes, a metodologia adotada baseia-se em uma abordagem qualitativa. O tipo de pesquisa científica que realizamos se caracteriza como um estudo de caso, pois é ideal para a investigação de um fenômeno atual dentro da realidade de seu contexto, onde não são claramente percebidos os limites entre o fenômeno e o contexto.

## A HISTÓRIA EM QUADRINHOS: ELEMENTOS E O PERCURSO

Nós aprendemos na História que uma das formas de comunicação dos povos primitivos era por meio de desenhos, então é fato que o desenho é uma maneira de comunicação humana anterior à escrita. As HQs utilizam dessas duas linguagens. Os jornais foram os pioneiros em transmitir informações através de HQs e somente tempo depois é que foram criadas as revistinhas. Ao longo do tempo as HQs foram produzidas tanto coloridas quanto em preto e branco. Para Vergueiro (2004) nos dias atuais, as HQs é um meio de comunicação de grande aceitação popular principalmente entre jovens e adolescentes, mesmo com o aparecimento e a concorrência de outros meios de comunicação e entretenimento, a mesma atrai um enorme número de fãs.

Segundo Gonçalves (2016) as HQs são uma união de dois tipos de linguagens; a verbal e a visual. Essas formas de linguagem nós leva a certeza de uma transmissão ampla do conteúdo que se pretende ser ensinado. Então introduzir a arte dos quadrinhos como um recurso didático é um desafio para o professor de Física. Viver com arte e controlar as imagens e a escrita para transmitir conhecimentos da Física são tarefas que exigem alguns conhecimentos básicos sobre os elementos presentes em uma HQs.

De acordo cor Vergueiro (2004) se acentuou em 1970 na Europa a utilização dos quadrinhos como apoio ao tratamento de temas escolares de forma lúdica, possibilitando assim, um processo de aprendizado mais agradável aos leitores. A HQs 'A partícula fantasma' que produzimos está incluída nessa categoria de publicações que podemos chamar de didáticas.

## O FAZER QUADRINHOS PARA O ENSINO DE FÍSICA

Há muito tempo as histórias em quadrinhos vêm sendo utilizado pelos brasileiros transmitindo informação, cultura e diversão a seus consumidores. De acordo com Testoni (2003) as HQs, os jornais e as revistas, estão entre os meios de comunicação de massa mais difundidos, alcançando, pelas suas características universalmente observadas, uma influência perceptível na

formação de seu público. Observa-se que é importante desenvolver HQs relacionada à Física Nuclear e à Física de Partículas, para que os professores tenham um material complementar de grande aceitação pelos jovens facilitando assim, a sua inserção no currículo. Segundo Testoni (2003) Dependendo do momento, uma mesma História em Quadrinho pode possuir classificações distintas. De acordo com esta classificação, a História em Quadrinho poderia estar alocada em quatro grupos pedagógicos principais: categoria ilustrativa, categoria explicativa, categoria motivadora, categoria instigadora. Nesse sentido, utilizamos a categoria investigadora, que apresenta o fenômeno físico como uma proposição explícita, no decorrer do enredo, de uma situação. Assim, os quadrinhos nos conduzirão a refletir, e a reflexão nos promoverá a compreender conhecimentos físicos de forma lúdica.

Quanto à natureza das tirinhas e das histórias em quadrinhos segundo Caruso, Carvalho e Silveira (2002), podem versar sobre: conteúdo específico curricular; conteúdo específico extracurricular; conteúdo específico interdisciplinar; conteúdo interdisciplinar extracurricular; contextualização histórica; cidadania; ordem de grandeza; método experimental e método científico. Explicar os conteúdos da Física Nuclear aos estudantes da Educação Básica sempre foi um desafio para os professores, nesse sentido construímos um produto educacional investigativo que promove a abordagem de conceitos extracurriculares. Procuramos assim, aproveitar a linguagem artística através dos quadrinhos para conduzir os estudantes a compreender conhecimentos físicos. Nesse sentindo traduzimos o conhecimento científico para a linguagem dos quadrinhos.

## PORQUE FAZER HISTÓRIA EM QUADRINHOS SOBRE OS NEUTRINOS?

De acordo com Grupo de Estudo de Física e Astrofísica de Neutrinos (GEFAN), da Unicamp, o neutrino se define: como uma partícula elementar numerosa, leve, muito difícil de detectar, com dom da ubiquidade e se movimenta a velocidade próxima à da luz. Como os neutrinos possuem a particularidade de interagir muito fracamente com a matéria, os mesmos foram denominados de partículas fantasmas.

No Ensino Médio é importante o professor enfatizar a evolução histórica dos conhecimentos físicos, ou seja, do desenvolvimento dos conceitos da Física que é dinâmica e está em plena evolução, devido às novas descobertas resultado da produção humana. O produto educacional mostra essa evolução do conhecimento sobre os neutrinos, aspectos de sua história e a construção de explicações aceitáveis pela comunidade científica e a inconsistência de algumas teorias, a exemplo do modelo padrão e a da conservação da energia.

Nesse sentido a HQs proporciona momentos ao estudante no qual ele necessita interpretar acontecimentos de forma crítica, ou seja, capaz de reconhecer, processar, analisar e dá juízo de valor aos conceitos e teorias na fronteira do conhecimento aonde a física dos neutrinos vem caminhando na fronteira do conhecimento aonde a física dos neutrinos vem caminhando na busca de explicações do macro ao micro. O que é importante para o desenvolvimento do raciocínio dos estudantes.

## TEORIZANDO E DETECTANDO EXPERIMENTALMENTE OS NEUTRINOS

De acordo Ostermann (1999), em dezembro de 1930 o físico austríaco Wolfgang Pauli (1900 - 1958) postula a existência de uma partícula muito difícil de detectar, e o físico italiano Enrico Fermi em 1932 atribuiu o nome de neutrino para essa partícula. O neutrino contribuiu na explicação do comportamento de núcleos radioativos, ou seja, núcleos instáveis que decaem espontaneamente emitindo partículas. No decaimento beta onde um nêutron decai em um próton e um elétron. Este decaimento foi bastante estudado na década de 20 e os cientistas suspeitavam que não houvesse a conservação da energia nesse processo.

Para Valdiviesso e Guzzo (2005), o neutrino desde quando foi proposto por Pauli com intuito de garantir a conservação de energia no decaimento beta, tem se comportado como uma partícula muito intrigante, capaz de atravessar toda a Terra sem interagir com a mesma. Esses neutrinos podem ser emitidos de diferentes fontes, a exemplo dos solares que são criados nas reações nucleares no Sol; atmosféricos que são produzidos por raios-cósmicos; os geoneutrinos que são gerados pelos decaimentos radioativos naturais que ocorrem nas rochas terrestres e os neutrinos de reatores, produzidos como consequência das reações nucleares ocorridas nos núcleos dos reatores.

Segundo Ostermann (1999) em 14 de julho do ano de 1956, Reines e seus colegas divulgaram que tinham detectado experimentalmente no reator nuclear do laboratório de Savannah River, no estado da Carolina do Sul nos Estados Unidos pela primeira vez a partícula que Pauli tinha teorizado há aproximadamente 25 anos antes. Segundo Valdiviesso e Guzzo (2005) desde 1966 o experimento pensado e realizado por Raymond Davis Júnior, indicou que o fluxo de neutrinos solares que chegam a terra é menor do que o esperado. O experimento baseou-se no processo onde um neutrino eletrônico interage com um átomo de cloro produzindo um elétron e um átomo de argônio.

## RESULTADOS E DISCURSSÕES

Construirmos um produto educacional em forma de HQs sobre os neutrinos chamada de 'A partícula fantasma' que é composta de três capítulos: o primeiro intitulado de 'A conferência que Pauli não foi'; o segundo de 'Reines em detectando neutrinos' e o terceiro de 'Os caçadores de neutrinos e o problema dos neutrinos solares'. No primeiro capítulo apresentamos fatos ocorridos em dezembro de 1930 no qual o Físico Austríaco Walfgang Pauli escreveu uma carta para os colegas que estavam numa conferência em Tubing, a carta falava sobre uma nova partícula (neutrino) presente na decomposição radioativa; No segundo mostramos o êxito do experimento no projeto poltergeist na tentativa de encontrar neutrinos por Reines e seus colegas; e no terceiro apresentamos o experimento de Ray Davis e o modelo matemático de Jhon Bahcall, além dos experimentos realizados no kamiokande, no super-kamiokande e no Observatório de Neutrinos de Sudbury - SNO, comprovando a oscilação de neutrinos.

De acordo com as respostas dos estudantes para as perguntas: 1) Gostou do capítulo da história em quadrinhos? Gostaria de saber mais? 2) Faça um comentário sobre o capítulo da história em quadrinhos. Foi possível categorizar de três formas: I) o método de aprendizado através das HQs; II) a

qualidade da HQs e; III) críticas construtivas ou contribuições para o melhoramento da HQs.

Observe as respostas dos estudantes E09 e E21 referente à primeira pergunta:

Sim, gostei. Ótima forma de aprender, de forma didática e mais atrativa. Uma maneira mais leve e divertida de aprender conteúdos que na teoria poderia ser maçante ou pouco atrativo. A forma de estudo contribui para o melhor aprendizado. Gostaria de continuar lendo a história. (E21)

Sim, é um método mais dinâmico para se aprender e/ou aplicar conhecimentos físicos, tornando o desenrolar das descobertas de maior compreensão. Gostei também porque mostra que não foi um simples processo e sim algo de construção até os testes para detectar. (E09)

Observe as respostas dos estudantes E04, E07 e E16 referente à segunda pergunta:

Assim como os outros dois capítulos anteriores esse terceiro traz conhecimento de forma diferenciada. Optar por métodos de aprendizado diferente, como HQ's desperta mais o interesse e a participação dos alunos nas aulas, além de ser mais fácil de compreender e anexar o assunto. (E4)

Trata de um método interessante para ser utilizado em sala de aula, por ser mais dinâmico e acima de tudo prende o aluno, fazendo-o questionar e querer saber mais sobre o tema. É um produto educacional que prende. O legal é que por ser uma atividade criativa não está presa aos livros, e ser inserida como metodologia para se obter uma avaliação do aluno desperta um interesse maior e por ser algo diferente desperta curiosidade. (E16)

A visão que tive sobre o primeiro capítulo da história é que ela representa uma forma de aprendizado diferente, chama mais atenção do aluno, é mais dinâmica e menos complexa. Em minha opinião, é bastante importante o uso dessas ferramentas na sala de aula para promover debates e discussões acerca do tema proposto em sala de aula. Trazer essa história em quadrinhos hoje me fez perceber que o professor utiliza os mais variados meios de aprendizado ao seu favor. (E20)

- O terceiro capítulo é interessante, porém em Física, fica muito conceituado, deixando a história cansativa. Logo, deve se contextualizar mais, o que facilita a compreensão do conteúdo. (E7)

Encontrados respostas dos estudantes que nos permitem concluir que o uso da HQs sobre os neutrinos contribui no processo de ensino-aprendizagem da Física Nuclear e Física de Partículas na Educação Básica, já que foi considerada uma boa história no ponto de vista dos alunos. Além disso, despertou o interesse dos estudantes pelo assunto os instigando a pesquisar para conhecer cada vez mais, pois possui um roteiro fácil de entender, o enredo é interessante, didático e compreensível que prende o leitor na história, apresenta ideias bem elaboradas, claras e objetivas. Apresenta também uma linguagem fácil de pronunciar, uma temática boa, demostra conhecimento sobre essa busca científica, leva a certo grau de curiosidade, desenvolve a

imaginação e a criatividade, contém uma temática atrativa o que facilita o estudante a compreender o assunto abordado.

Analisando os comentários dos estudantes fica evidente que o uso de HQs como metodologia de ensino de Física se apresenta um recurso didático dinâmico, atrativo, incentiva o estudante a estudar e entender sobre o assunto. Ainda aumenta o interesse pelo conteúdo, pois é uma forma divertida, interessante, descontraída, ótima ferramenta de estudo, desperta a curiosidade e ajuda na fixação do conteúdo, pois através da HQs é possível entender o assunto de forma que o estudante ache mais fácil.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Na pesquisa se torna evidente que a HQs funciona como um elemento problematizador, pois prende o aluno ao assunto, fazendo-o questionar, querer saber mais sobre o tema e sobre o desenvolvimento da história, buscando discutir, expor juízo de valor de forma crítica e reflexiva. Isso nos indica que essa forma de linguagem é capaz de atrair o estudante para a busca do conhecimento físico contemporâneo. Por meio da leitura deste produto educacional os estudantes perceberam que o conhecimento físico foi construído a partir de tentativas e erros que levaram a experimentos extraordinários e os mesmos apresentaram respostas convincentes para a comunidade científica. Os estudantes também verificaram a incerteza do conhecimento e a construção de verdades de forma coletiva, pois na linguagem escrita e de imagens da HQs 'A partícula fantasma' a construção do conhecimento está vinculada a perguntas, definições e metáforas. Neste sentido, a HQs apresenta momentos em que os personagens perguntam, duvidam e questionam criticamente ideias e teorias dos colegas. O que mostra ao leitor que as perguntas são instrumentos para busca do conhecimento. Fazer essa história em quadrinhos e verificar os resultados obtidos de forma satisfatória nós fez perceber que os professores podem produzir e utilizar essa metodologia de aprendizado ao seu favor para trabalhar assuntos da Física que aparentemente são desinteressantes para os estudantes. Temos o intuito também de melhorar a HQs apresentada, bem como construir outras envolvendo conteúdos relacionados à Física Nuclear. Assim, a HQs que construímos é um material complementar para contribuir na inserção da Física Nuclear e a Física de Partículas no currículo da Educação Básica.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CARUSO, Francisco; CARVALHO, Mirian; SILVEIRA, Maria Cristina. Uma proposta de ensino e divulgação de ciências através dos quadrinhos. Ciência & Sociedade, dez. 2002.

GONCALVES, Davi Colombo. Histórias em Quadrinhos como recurso didático para o Ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos. 2016. Dissertação (Mestrado Profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina. Araraquá, Santa Catarina, 2016.

MOREIRA, Marco Antonio; MASSONI, Neusa Teresinha. Interfaces entre teorias de aprendizagem e Ensino de Ciências/Física. Porto Alegre, UFRGS, v.26, n.6, 2015.

Ostermann, Fernanda. Um Texto para professores do Ensino Médio sobre Partículas Elementares. Revista Brasileira de Ensino de Física, vol.21. n. 3, Setembro, 1999.

SANTOS, Rendisley Aristóteles. A importância do uso de cartuns como ferramentas auxiliares no ensino de conceitos de mecânica quântica no ensino médio. 2015. 88 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade de Brasília Brasília/DF, 2015.

TESTONI, Leonardo André. ABIB, Maria Lúcia Vital dos Santos. A utilização de histórias em quadrinhos no ensino de física. IV Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências- IV ENPEC. Bauru, SP. 25-29 de Novembro. 2003.

VALDIVIESSO, Gustavo do A.; GUZZO, Marcelo M. Compreendendo a oscilação dos neutrinos. Revista Brasileira de Ensino de Fíısica, v. 27, n. 4, p. 495 - 506, Abril, 2005.

VERGUEIRO, Waldomiro et al. Como usar histórias em quadrinhos na sala de aula. São Paulo: Contexto, 2004.

GEFAN, Grupo de Estudo de Física e Astrofísica de neutrinos, Instituro de Física 'Gleb Wataghin', ÚNICAMP, SP, website: https://portal.ifi.unicamp.br/ainstituicao/departamentos/drcc-departamento-deraios-cosmicos-ecronologia/grupo-de-estudo-de-fisica-e-astrofisica-deneutrinos-gefan. Acessado em 19/01/2018.