MECÂNICA QUÂNTICA E COVID-19: DIMENSÕES DE LEITURA E INTERPRETAÇÃO DE TEXTOS NO ENSINO MÉDIO

## MECÂNICA QUÂNTICA E COVID-19: DIMENSÕES DE LEITURA E INTERPRETAÇÃO DE TEXTOS NO ENSINO MÉDIO

Tiago Cacelli Marciniak , Breytner Maciel Nascimento 1 2 3 , Lucas Venturella Nickel , Kenzo Ryu Sakamoto , Eduardo Massahiko Higashi , 4 5 6 Noemi Sutil 7

1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)/Licenciatura em Física, tiagomarciniak@alunos.utfpr.edu.br

2 UTFPR/Licenciatura em Física, breytner.nascimento@gmail.com

3 UTFPR/Licenciatura em Física, adrireway@gmail.com

- 4 UTFPR/Licenciatura em Física, nickel@alunos.utfpr.edu.br
- 5 UTFPR/Licenciatura em Física, sakamoto@alunos.utfpr.edu.br

6 Secretaria de Estado da Educação do Paraná, eduhigashi@hotmail.com

7 UTFPR/Licenciatura em Física, noemisutil@utfpr.edu.br

Palavras-chave : Ensino de Física; Questões sociocientíficas; Leitura e interpretação de textos.

## Resumo expandido

No cenário da pandemia COVID-19, sobressaíram-se demandas e entraves concernentes ao acesso, por parte do público em geral, a conhecimentos científicos e seus processos de construção e estabilização e sobrelevaram-se questionamentos sobre as ações educativas em ciências. Pertinente a isto, notabilizam-se as atividades de leitura e interpretação de textos em salas de aula da Educação Básica e suas vinculações a questões sociocientíficas (QSC). Conforme Ratcliffe e Grace (2003), QSC agregam temáticas controversas, abrangendo apelo midiático e aspectos de ciência em construção. Nesse delineamento, os referidos autores salientam as ações educativas envolvendo a análise de produções bibliográficas sobre ciência, evidenciando percursos e recursos atinentes aos fatos científicos.

Denota-se, em referência a aspectos representacionais, em determinadas modalidades de produções bibliográficas, a premência de abordagem de Física em termos de linguagem matemática, com enunciados vernáculos tersos e descontextualizados da realidade do aluno. Relevando que a significação do texto constitui condição necessária a sua compreensão e que a linguagem que mais se aproxima da coloquial é a vernácula, para a abordagem inicial da Física, evidenciam-se textos com ênfase conceitual em língua portuguesa.

Não obstante, cabe ressaltar o formalismo matemático associado à Física. Esse formalismo agrega obstáculos à iniciação discente à mecânica quântica, a considerar que para ocorrer interpretação há de haver significação. De acordo com Fernandes et al. (2017, p. 509), 'como um alto nível de abstração é exigido, é necessário reconsiderar os pressupostos teóricos, abordagens e metodologias, a fim de reduzir as dificuldades na sua inserção'. Nesse sentido, a abordagem desses

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

conteúdos com uso de textos com ênfase conceitual poderá fomentar a atribuição de sentido e significado aos conhecimentos científicos, em etapas iniciais.

Em referência a essas ponderações, neste trabalho, objetiva-se delinear dimensões de leitura e interpretação de textos em abordagem de mecânica quântica, em alusão a questões sociocientíficas (QSC) (RATCLIFFE; GRACE, 2003; ZEIDLER; NICHOLS, 2009), associando aspectos subjacentes à pandemia COVID19 e nanotecnologia. Para a consecução desse objetivo, esta investigação, em ênfase qualitativa (FLICK, 2009), abrange duas etapas de pesquisa bibliográfica e procedimentos de Análise de Conteúdo (BARDIN, 2011).

Na primeira etapa, realizou-se a análise de artigos publicados em periódicos, a partir de levantamento realizado no Portal de Periódicos da CAPES, entre 2010 e 2020, envolvendo leitura e interpretação de textos e abordagem de mecânica quântica. Na segunda etapa, evidenciaram-se dimensões de leitura e interpretação de textos, em referência a atividades educacionais, alusivas ao Ensino Médio, interrelacionando mecânica quântica e aspectos subjacentes à pandemia COVID-19 e nanotecnologia, em panorama teórico de QSC.

No que concerne à primeira etapa, foram elencados 13 artigos sobre leitura e interpretação de textos envolvendo ensino de Física Moderna e Contemporânea. Destas, duas produções versaram sobre mecânica quântica, uma sobre nanotecnologia e uma sobre tecnologias decorrentes das mesmas; essas produções envolveram análises de cunho teórico e propostas educacionais, perpassando aspectos de História e Filosofia da Ciência (HFC) e CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade) (LIMA; ALMEIDA, 2012; SILVA; ALMEIDA, 2015; SILVA; ALMEIDA; HALLACK, 2015; PAGLIARINI; ALMEIDA, 2016).

Em outra via de análise, foram identificados 19 artigos referentes aos descritores 'mecânica quântica' e 'ensino de física'. Destes, nove enfatizaram aspectos conceituais relativos à mecânica quântica e quatro aludiram a ações envolvendo Ensino Superior. Em referência ao Ensino Médio, evidenciaram-se seis artigos, agregando análises concernentes a livros didáticos (dois), testes conceituais (um) e propostas de abordagem em ações educativas (três). Nas produções bibliográficas alusivas a essas propostas se sobressaíram asserções sobre articulação com aspectos de HFC e Arte e relativas às viabilidades e entraves oriundos de formalismo matemático (FERNANDES; PIRES; FORATO; SILVA, 2017; LIMA; RICARDO, 2019; FERREIRA; SOUZA FILHO, 2019).

Essas análises empreendidas subsidiaram a proposição de dimensões alusivas às atividades educacionais, na segunda etapa. Nesse direcionamento, prospectam-se ações de leitura e interpretação de textos concernentes: (a) reconhecimento de QSC, associando a pandemia COVID-19; (b) identificação de percursos e recursos associados à prática científica, atinentes à QSC, interrelacionando à mecânica quântica; (c) análise de processos de construção e estabilização de conhecimentos vinculados à mecânica quântica; (d) negociação de significados concernentes à linguagem científica.

Essas dimensões conformarão um conjunto de atividades educacionais a serem desenvolvidas no âmbito da Residência Pedagógica, com estudantes de Ensino Médio, envolvendo leitura e interpretação de textos. No que concerne às inter-relações entre QSC, em alusão à pandemia COVID-19, e a mecânica quântica, distingue-se o uso de nanotecnologia para a detecção viral. As nanopartículas serão tratadas, inicialmente, como pequenas esferas, a fim de situar o discente no

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respeitante às suas proporções com os objetos mesoscópicos. Ulteriormente prospectar-se-ão implicações de medidas preventivas. Tais ações contam com o aporte a produções bibliográficas conforme dimensões (a) e (b).

Entrementes, para desenvolver aspectos de intuição, empregar-se-á exemplar relacionado ao Gedankenexperiment proposto por Heisenberg em 1927, sobre o microscópio de raios gama (HEISENBERG, 1983), agregando a leitura de fragmentos oriundos da publicação original (tradução para a língua portuguesa). A finalidade dessa atividade será contrastar o modo de pensar clássico com o quântico e despertar curiosidade pelo desenvolvimento histórico da mecânica quântica por meio de uma fonte primária de informação. No que se refere ao percurso histórico do desenvolvimento da relação de incerteza, propõe-se a utilização de excertos contidos no livro Quantum , de Manjit Kumar (KUMAR, 2008) (tradução para a língua portuguesa). Essas ações se reportam, principalmente, à dimensão (c). Sobre o princípio de incerteza, distinguem-se ações educativas envolvendo textos em língua portuguesa, com referência apenas às equações percebidas como imprescindíveis. A dimensão (d) sobre negociação de significados perpassará todas as atividades.

## Referências

BARDIN, L. Análise de conteúdo . São Paulo: Edições 70, 2011.

FERREIRA, D. C.; SOUZA FILHO, M. P. O experimento virtual da dupla fenda ao nível do ensino médio (Parte II): uma análise quântica do comportamento corpuscular e ondulatório da luz. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 36, n. 1, p. 302-329, abr. 2019.

FERNANDES, R. F. A. M.; PIRES, F. F.; FORATO, T. C. M.; SILVA, J. A. Pinturas de Salvador Dalí para introduzir conceitos de Mecânica Quântica no Ensino Médio. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 34, n. 2, p. 509-529, ago. 2017.

FLICK, U. Introdução à pesquisa qualitativa . São Paulo: ArtMed, 2009.

LIMA, L. G.; RICARDO, E. C. O Ensino da Mecânica Quântica no nível médio por meio da abstração científica presente na interface Física-Literatura. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 36, n. 1, p. 8-54, abr. 2019.

LIMA, M. C. A.; ALMEIDA, M. J. P. M. Articulação de textos sobre nanociência e nanotecnologia para a formação inicial de professores de física. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 34, n. 4, 4401-1-9, 2012.

PAGLIARINI, C. R.; ALMEIDA, M. J. P. M. Leituras por alunos do ensino médio de textos de cientistas sobre o início da física quântica. Ciência & Educação , v. 22, n. 2, p. 299-317, 2016.

RATCLIFFE, M.; GRACE, M. Science Education For Citizenship: Teaching Socio-scientific Issues. Philadelphia: Open University Press, 2003.

SILVA, A. C.; ALMEIDA, M. J. P. M. A noção de mobilização na associação da Física a objetos tecnológicos contemporâneos. Ciência & Educação , v. 21, n. 2, p. 417-434, 2015.

SILVA, A. C.; ALMEIDA, M. J. P. M.; HALLACK, M. L. Fragmentos do paradoxo EPR em um trecho de divulgação científica: uma pesquisa de cunho

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exploratório com ingressantes na universidade. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 32, n. 1, p. 53-75, abr. 2015.

ZEIDLER, D. L.; NICHOLS, B.H. Socioscientific Issues: Theory and Practice. Journal of Elementary Science Education , v. 21, n. 2, 49-56, 2009.

HEISENBERG, W. The actual content of quantum theoretical kinematics and mechanics. Zhurnal Physik , v. 43, n. 3-4, p. 172-198, 1983.

KUMAR, M. Quantum: Einstein, Bohr and the great debate about the nature of reality. London: Icon Books Ltd., 2008.

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.

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