O ENSINO DE TÓPICOS DE NANOCIÊNCIA E DE NANOTECNOLOGIA NA VISÃO DE PROFESSORES

## O ENSINO DE TÓPICOS DE NANOCIÊNCIA E DE NANOTECNOLOGIA NA VISÃO DE PROFESSORES

## Mauri Luís Tomkelski 1 , Greice Scremin 2 , Solange Binotto Fagan 3

- 1 Secretaria da Educação do Estado do Rio Grande do Sul - 15ª Coordenadoria Regional de Educação, Erechim, RS - Brasil - Doutorando na Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, Lisboa - Portugal, mauriluis@gmail.com
- 2 Universidade Franciscana, Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciência e Matemática, Santa Maria, RS - Brasil, greicescremin@gmail.com
- 3 Universidade Franciscana, Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciência e Matemática, Santa Maria, RS - Brasil, solange.fagan@gmail.com

Palavras-chave : Ensino de Nanociência e Nanotecnologia; Ensino de Ciências; Educação Básica e Superior.

## Resumo expandido

A ciência busca por soluções aos problemas científicos de naturezas diversas, principalmente da sociedade contemporânea. As tecnologias têm deflagrado mudanças na vida das pessoas do ponto de vista social, econômico e cultural. Com isso, a Nanotecnologia tem sido considerada uma área promissora, uma vez que sua utilização na produção de novos dispositivos tecnológicos pode transformar a vida da sociedade contemporânea, revolucionando a forma de viver, de comunicar e de trabalhar (TOMA, 2009).

Fillipponi et al. (2013, p. 19-29), destaca que a Nanociência está propiciando à ciência um novo salto evolutivo, possibilitando novas rupturas científicas, uma vez que a Nanociência estuda os fenômenos que envolvem a manipulação de materiais em escalas atômicas, moleculares e macromoleculares, nas quais as propriedades das escalas menores apresentam diferenças significativas das registradas nas escalas maiores. Para o autor, a Nanotecnologia, refere-se ao desenho, a maquiagem, a produção e aplicação de estruturas, dispositivos e sistemas de controle da forma e tamanho em escalas nanométricas, que são baseados na manipulação, controle e integração dos átomos e moléculas na formação de materiais, estruturas, componentes e sistemas em nanoescalas.

Nesta perspectiva podemos afirmar que atualmente evidencia-se grande usabilidade e aplicabilidade da Nanotecnologia nas diversas áreas do conhecimento, pois ela manifesta-se e favorece a relação interdisciplinar entre as mesmas devido às possibilidades de convergência advindas das manipulações nas nanoescalas, surgindo assim novos produtos e implicações na vida humana (ZANELLA et al., 2009). As áreas do conhecimento tornam-se contextos que favorecem a aplicação e o desenvolvimento de inovações tecnológicas mais específicas de cada área, bem como na pesquisa de novas nanoestruturas, as quais favorecerão manipulações diferenciadas, recursos biológicos mais ativos, no surgimento de novos nanomateriais e elaboração de modelos virtuais mais eficientes e dinâmicos.

Além dos benefícios que têm sido evidenciados, de acordo com Zanella et al. (2009) e corroborando a Toma (2009), tem se tornado pertinente e necessário discutir sobre os impactos da utilização das nanoestruturas sintéticas no meio ambiente, bem

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como a adequação e/ou elaboração de legislações e questões éticas adequadas para o uso da Nanotecnologia, uma vez que essas nanoestruturas podem trazer implicações sociais, humanas, ambientais e econômicas. Portanto, o ensino de ciências coloca-se como uma possibilidade de contribuir para uma formação completa, abarcando, entre outros elementos, a alfabetização científica e o letramento científico. Vestena e Nicoletti (2016, p. 181) consideram que, para ocorrer uma alfabetização científica adequada, precisamos não apenas 'dar acesso aos conceitos provenientes das ciências e sim alcançar um nível de alfabetização que seja capaz de promover a decodificação da realidade empreendendo autonomia e responsabilidade social dos envolvidos no processo'.

Mediante essas preocupações tornou-se relevante evidenciar as perspectivas de inserção dos tópicos de N&N nos programas curriculares e projetos educacionais, segundo a visão dos professores. Desenvolvemos uma pesquisa no contexto do Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática, da Universidade Franciscana de Santa Maria/RS, na modalidade de mestrado acadêmico, com objetivo de ressaltar as perspectivas de inserção de tópicos de Nanociência/Nanotecnologia destacadas por professores das áreas de matemática e ciências da natureza do Ensino Médio e Superior (TOMKELSKI, 2017).

Seguindo uma abordagem qualitativa de pesquisa (CRESWEL, 2014), foi realizada uma análise documental do conjunto de documentos legais nacionais nos quais essa temática é contemplada - LDB, DCNs, PCNs, Orientações Curriculares, Resoluções e Pareceres (BRASIL, 1996, 2000a, 2000b, 2002, 2006, 2012, 2013, 2015). Também foi utilizado como instrumento de coleta de dados um questionário semiestruturado, disponibilizado a professores que atuam em diferentes componentes curriculares do nível médio e superior da educação.

A partir da análise de conteúdo (BARDIN, 1979), foram evidenciadas três perspectivas principais, mediante as quais os tópicos de Nanociências e Nanotecnologia vêm sendo inseridos nas práticas desses professores no Ensino Médio e Superior: abordagem de base para desenvolver um conteúdo curricular; abordagem integrada a um conteúdo curricular, e abordagem suplementar às atividades de sala de aula (TOMKELSKI et al., 2019).

Na temática da abordagem de base para desenvolver um conteúdo , consideramos situações relacionadas ao planejamento das atividades de sala de aula, para as quais os professores costumam apoiar-se em materiais didáticos disponíveis na sua área de atuação e nas DCNs e PCNs e as descrições dos professores sobre as estratégias pedagógicas utilizadas no planejamento das aulas.

Relativamente à temática da a bordagem integrada a um conteúdo curricular , consideramos os elementos em que o professor indica que utiliza materiais didáticos e estratégias pedagógicas no desenvolvimento do plano de trabalho (plano de aula) na prática de sala de aula. Tais elementos referem-se às respostas dos professores sobre a utilização de materiais didáticos, documentos legais e estratégias pedagógicas no desenvolvimento do ensino.

Por fim, além das abordagens discutidas, evidenciaram situações que promovem a abordagem suplementar às atividades de sala de aula , que constituiu a última temática. Assim, baseados nas estratégias e materiais de apoio utilizados pelos professores, buscamos evidenciar ações relacionadas às atividades que possam ser realizadas pelos estudantes fora do espaço da sala de aula, com o intuito de promover oportunidades de aprofundar seus conhecimentos sobre os assuntos abordados.

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Verificamos que a principal ação adotada pelos professores se refere às sugestões/indicações para auxiliar no direcionamento do foco de atenção dos estudantes de modo a levá-los a estudarem um determinado assunto envolvendo os tópicos de N&N fora do ambiente de sala de aula e, consequentemente, sem a presença e a participação do professor no direcionamento das análises e discussões.

Constatamos que a inserção dos tópicos de N&N nas práticas de sala de aula, no ensino médio e superior vem se concretizando, uma vez que estes tópicos são contemplados nas DCNs, nos materiais didáticos disponibilizados aos professores, nas diversas fontes de informação e de conteúdo acessadas pelos professores, bem como nas abordagens que muitos deles realizam em sala de aula. Relativamente às situações de ensino, constatamos que os professores se mostram hesitantes em afirmar se abordam assuntos envolvendo estes tópicos em suas práticas de sala de aula, entretanto, ao relatarem algumas práticas acabam explicitando aspectos relacionados.

Por outro lado, os professores têm conhecimento sobre as recomendações e orientações preconizadas pelos documentos oficiais sobre a inserção destes tópicos no ensino e afirmam utilizá-los no planejamento das práticas de sala de aula. Acrescentam que encontram referências sobre este tema em diversos materiais didáticos consultados e que realizam pesquisas sobre o assunto para o planejamento das aulas, assim como destacam a necessidade do trabalho ser interdisciplinar nas escolas para favorecer a inserção da temática de N&N nos mais diversos componentes curriculares; e quando instigam nos estudantes a curiosidade e incentivam a pesquisa como forma de complementar os saberes apresentados em sala de aula e em alguns casos, posteriormente, permitem a troca desses novos conhecimentos entre os estudantes no ambiente escolar.

Esse trabalho representa uma pequena fração do entendimento sobre o modo como os tópicos de N&N estão sendo incorporados nas ações das escolas e universidades permitindo, ainda, uma série de investigações e aprofundamentos sobre o tema. Assim sendo, com os resultados encontrados, podemos concluir que (i) existe amparo legal para que, estes tópicos sejam implementados nos programas curriculares, uma vez que a maioria dos professores já os inserem mesmo que discretamente em suas aulas; (ii) existe uma demanda de inserção de tópicos mais específicos e aprofundados nos currículos escolares, principalmente nos cursos de nível superior, especialmente no que tange às necessidades sociais, econômicas e ambientais emergentes; (iii) existe uma predisposição dos agentes formadores para, primeiramente obterem a formação essencial e adequada e, posteriormente, formar os estudantes para contemplar essas demandas; e (iv) existe necessidade de formação (inicial e continuada) dos professores à inserção dos tópicos de N&N.

## Referências

BARDIN, L. Análise de Conteúdo . Lisboa: Edições 70, 1979.

BRASIL, Conselho Nacional de Educação. Define Diretrizes Curriculares Nacionais para a Formação Inicial em Nível Superior e para a Formação Continuada . Brasília, Resolução n. º 2, de 01 de julho de 2015.

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\_\_\_\_\_\_, Conselho Nacional de Educação. Define Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio . Brasília, Resolução n.º 2, de 30 de janeiro de 2012.

\_\_\_\_\_\_, Ministério da Educação. Orientações Curriculares para o Ensino Médio: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Secretaria de Educação Básica. Brasília, 2006.

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\_\_\_\_\_\_, Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais Ensino Médio : Bases Legais. Secretaria de Educação Básica, v. 1. Brasília, 2000a.

\_\_\_\_\_\_, Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros curriculares Nacionais Ensino Médio : Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Secretaria de Educação Básica, v. 3. Brasília, 2000b.

\_\_\_\_\_\_, [Lei Darcy Ribeiro (1996)]. Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional: Lei n. 9.394, de 20 de dezembro de 1996. Brasília: Câmara dos Deputados, 2016. Disponível em <http://www2.camara.leg.br/legin/fed/lei/1996/lei9394-20-dezembro-1996-362578-normaatualizada-pl.doc >. Acesso em: 05 dez. 2016.

CRESWELL, J. W. Investigação qualitativa e projeto de pesquisa: escolhendo entre cinco abordagens. Tradução de Sandra Mallmann da Rosa. 3. ed. Porto Alegre: Penso, 2014.

FILLIPPONI, L.; SUTHERLAND, D.; Nanotechnologies: Principles, Applications, Implications and Hands-on Activities: Compendium for Educators . Edited by the European Commission, Directorate-General for Research and Inovation Industrial technologies (NMP), 2013. Disponível em: <https://ec.europa.eu/research/industrial\_technologies/pdf/nano-hands-on-activities\_en.pdf>. Acesso em: 04 mar. 2021.

TOMA, E. H. O Mundo Nanométrico: a dimensão do novo século. 2.ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2009.

TOMKELSKI, M. L. O Ensino de Tópicos de Nanociência e de Nanotecnologia na Educação Básica e Superior: uma análise a partir das compreensões de professores. 2017. 209 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Física e de Matemática) - Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, 2017. Disponível em: < http://www.tede.ufn.edu.br:8080/handle/UFN-BDTD/587>. Acesso em: 04 mar. 2021.

TOMKELSKI, M. L.; SCREMIN, G.; FAGAN, S. B. Ensino de Nanociência e Nanotecnologia: perspectivas manifestadas por professores da educação básica e superior. Ciência & Educação , v. 25, n. 3, p. 665-683, 2019.

VESTENA, R. de F.; NICOLETTI, E. R. Alfabetização científica para ensinar e aprender. In: BOER, N.; ZANELLA, D. C.; PEIXOTO, S. C. (Orgs.) Ensino e Profissão Docente: edição comemorativa aos 25 anos da Jornada Nacional de Educação. Santa Maria: Centro Universitário Franciscano, v. 1, 2016. p. 178-189.

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ZANELLA, I.; FAGAN, S. B.; BISOGNIN, V.; BISOGNIN, E. Abordagens em Nanociência e Nanotecnologia para o Ensino Médio. In: Simpósio Nacional de Ensino de Física - SNEF, 18., 2009, Vitória. Anais , Vitória: UFES, 2009. Disponível em: < https://sec.sbfisica.org.br/eventos/snef/xviii/sys/resumos/T0556-1.pdf>. Acesso em: 04 mar. 2021.

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