UMA PROPOSTA DIDÁTICA POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVA PARA O ENSINO DE FÍSICA NUCLEAR NA EDUCAÇÃO BÁSICA

## UMA PROPOSTA DIDÁTICA POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVA PARA O ENSINO DE FÍSICA NUCLEAR NA EDUCAÇÃO BÁSICA

## Fábio Bartolomeu Santana 1 , Gabriel Abner dos Santos França 2

- 1 Instituto Federal do Paraná, Campus Paranaguá, fabio.bartolomeu@ifpr.edu.br
- 2 Centro Universitário Leonardo da Vinci, gabriel.franca16@escola.pr.gov.br

Palavras-chave :

aprendizagem significativa; ensino de física; física nuclear.

## Resumo expandido

Neste trabalho apresentamos os primeiros resultados de uma investigação que envolve o ensino de conceitos de física nuclear na educação básica, abordados na perspectiva da Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS) de Ausubel. Os estudos preliminares resultaram em uma proposta didática que contempla diferentes objetos de ensino, elaborados a partir de pressupostos da TAS.

A proposta alinha-se às orientações contidas em documentos legais que regem a educação básica brasileira (BRASIL, 2002; 2018), que contemplam os temas relacionados à energia nuclear, radioatividade, a análise de fenômenos naturais e processos tecnológicos, a importância da aplicabilidade cotidiana e tecnológica destes conhecimentos (INB, 2023; IPEN, 2023).

As dificuldades e limitações relacionadas à abordagem dos conteúdos de física moderna na educação básica e implicações decorrentes da ausência destes conteúdos naquele nível de ensino são bem documentadas na literatura, ao passo que estes conteúdos são essencialmente relevantes na vida adulta, pois oferecem subsídios para esclarecer e orientar posicionamentos sobre as questões que envolvam o uso da energia nuclear (MONTEDO; MARINELLI, 2019; SILVA; ARENGHI; LINO, 2013; TENÓRIO et al , 2015).

Uma das estratégias adotadas em nossa proposta consistiu em associar a TAS com a resolução de problemas, pois este recurso, de acordo com Costa e Moreira (2001), exige dos estudantes não apenas a mobilização de conceitos e equações, mas também criatividade e capacidade de articulação de conhecimentos, sendo também uma oportunidade para externalizar aspectos construtivos da aprendizagem, através da interação no ambiente escolar com o professor, os materiais e seus pares. Segundo os autores, as situações físicas transformadas em exercícios ou problemas implicam em uma descrição linguística e possivelmente pictórica, em relação às quais a compreensão dos enunciados é um fator determinante para a mobilização de conhecimentos prévios. Frente a estes aspectos, incorporamos imagens a alguns objetos de aprendizagem, buscando oferecer representações potencialmente mais úteis ao propósito do aprendizado.

Incorporamos também o uso de simuladores computacionais, uma vez que a associação destes recursos à TAS contribui efetivamente para os processos de ensino e aprendizagem (cf. CARDOSO; DICKMAN, 2012), propiciando uma perceptível melhora no rendimento dos estudantes, na capacidade de assimilar conceitos mais abstratos, no desenvolvimento de habilidades, bem como possibilita a contemplação de fenômenos que não são possíveis de serem observados normalmente, tornando sua aprendizagem mais efetiva.

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A sequência didática (SD) proposta inclui material instrucional para o professor contemplando elementos introdutórios à TAS, aspectos históricos sobre o átomo e a energia nuclear no Brasil, bem como aspectos fenomenológicos e conceituais sobre o núcleo atômico (suas propriedades, interação forte, decaimentos e reações de fissão e fusão, reatores em usinas nucleares).

Levando em conta os pressupostos da TAS (FARIAS, 2018; MOREIRA, 1985; 2008), organizamos os conhecimentos em diferentes níveis, do mais inclusivos (mais gerais, menos abstratos) aos menos inclusivos (mais específicos e abstratos), assim distribuídos: nível 1 (átomos; elétrons, prótons e nêutrons; núcleo atômico; modelo atômico de Bohr); nível 2 (número atômico; número de massa; massa atômica; isótopos; representação de elementos químicos); nível 3 (forças elétricas; interações elétricas no átomo; interações elétricas no núcleo atômico; força nuclear); nível 4 (instabilidade do núcleo; decaimentos alfa, beta e gama); nível 5 (núcleos pesados; fissão nuclear; energia nuclear; reatores nucleares); nível 6 (energia nuclear no Brasil; usina nuclear de Angra dos Reis).

Cada uma das 14 aulas da SD foi planejada levando-se em conta encontros com a duração de 50 minutos. Os planos de aula foram organizados em seções (tema da aula; objetivos específicos; recursos instrucionais; metodologia de ensino; atividade proposta; observações e considerações adicionais), contendo descrições, observações, sugestões e resoluções comentadas, de modo a oferecer um aporte instrucional ao professor.

As atividades propostas foram planejadas e elaboradas segundo os preceitos da TAS, inicialmente contemplando exercícios de simples resolução (com predomínio de questões objetivas), progredindo gradativamente para questionamentos mais complexos (com predomínio de questões discursivas); em algumas atividades propomos a resolução de problemas.

Dentre os recursos metodológicos empregados, destacamos o uso, em algumas aulas, de vídeos de curta duração, empregados como instrumentos auxiliares na introdução de alguns temas, de modo a complementar as exposições dialogadas. Em uma das aulas, propomos o uso de um texto para abordar aspectos históricos e conceituais sobre as radiações.

Destacamos também o emprego de simuladores do projeto Phet Colorado na abordagem dos temas sobre decaimento alfa e beta, e sobre a fissão nuclear. O emprego de simuladores foi planejado de modo a ocorrer em dois momentos: inicialmente, para instruções de uso; na aula seguinte, como instrumento de aprendizagem pelos estudantes. Nestas situações, as atividades foram elaboradas com questões que combinam instruções de uso para o simulador e questionamentos sobre os conteúdos em pauta.

Por fim, destacamos a elaboração e uso de um jogo para visualização de aspectos dos decaimentos alfa, beta e gama. Neste caso, elaboramos figuras representativas do núcleo nos estados fundamental e excitado, as radiações alfa, beta e gama, neutrinos, e rótulos para identificar cada uma das figuras. A atividade propõe que os estudantes elaborem representações pictóricas das reações de decaimento, selecionando figuras e rótulos e os combinando adequadamente.

Salientamos que a elaboração da SD ocorreu no período da pandemia de Covid-19. Sua aplicação em sala de aula e consequente análise de resultados é parte importante da investigação, que pretendemos concluir futuramente. Apesar

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desta limitação, entendemos que os resultados já obtidos trazem aspectos inovadores e potenciais contribuições para a literatura especializada.

## Referências

BRASIL. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Ministério da Educação, Secretaria de Educação Básica, 2002.

BRASIL. Base Nacional Comum Curricular: Ensino Médio. Ministério da Educação, Secretaria de Educação Básica, 2018.

CARDOSO, S. O. O.; DICKMAN, A. G. Simulação computacional aliada à teoria da aprendizagem significativa: uma ferramenta para o ensino e aprendizagem do efeito fotoelétrico. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 29, n. n. Especial 2, p. 891-934, 15 out. 2012.

COSTA, S. S. C. da; MOREIRA, M. A. A resolução de problemas como um tip especial de aprendizagem significativa. Caderno Catarinense de Ensino de Física , v. 18, n. 3, p. 263-277, 2001.

FARIAS, A. J. O. A psicologia educacional da aprendizagem significativa aplicada a programação escolar. Psicologia & Saberes , v. 7, n. 8, p. 20-40, 2018.

INB. Indústrias Nucleares do Brasil . 2023. Disponível em: https://www.inb.gov.br/. Acesso em: 12 jul. 2023.

IPEN. Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares . 2023. Disponível em: https://www.ipen.br/. Acesso em: 12 jul. 2023.

MONTEDO, P. S. G.; MARINELLI, J. R. Uma Proposta em Ensino de Física e a Democratização do Debate Nuclear. Revista do Professor de Física , v. 3, n. 1, p. 28-46, 7 abr. 2019.

MOREIRA, M. A. A teoria da aprendizagem significativa de Ausubel. In: Ensino e aprendizagem: enfoques teóricos . São Paulo: Editora Moraes, 1985. p. 61-73.

MOREIRA, M. A. Organizadores prévios e aprendizagem significativa. Revista Chilena de Educación Científica , v. 7, n. 2, p. 23-30, 2008.

SILVA, J. R. N. da; ARENGHI, L. E. B.; LINO, A. Porque inserir física moderna e contemporânea no ensino médio? Uma revisão das justificativas dos trabalhos acadêmicos. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia , [S.L.], v. 6, n. 1, p. 69-83, 25 abr. 2013. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR).

TENÓRIO, A. et al. Análise de conteúdos de física nuclear em livros escolares brasileiros. Revista Electrônica de Enseñanza de las Ciencias , v. 14, n. 2, p. 175-199, 2015.

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