TIPOLOGIAS TEXTUAIS PRODUZIDAS POR ESTUDANTES EM UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA

## TIPOLOGIAS TEXTUAIS PRODUZIDAS POR ESTUDANTES EM UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA

## Pedro Leonardo dos Santos Neto¹, Caio Moreira de Araújo 2 , Marcelo Alves Barros 3

1 Universidade Estadual de Campinas/ Programa de Pós-graduação Multiunidades em Ensino de Ciências e Matemática - PECIM/pe.leosn@gmail.com

2 Instituto de Física de São Carlos/ Licenciatura em Ciências Exatas

3 Instituto de Física de São Carlos/mbarros@ifsc.usp.br

## Resumo

A BNCC indica a relevância do conhecimento científico e tecnológico para a vida e o mundo. Nesse sentido, o Ensino de Física em aproximação a este documento e visando um processo de ensino-aprendizagem contextualizado, necessita acompanhar e incluir os conhecimentos científicos que se mostram presentes nas inovações tecnológicas e permeiam a vida dos estudantes. No entanto, o currículo escolar do Ensino Médio é composto, em sua maioria, por conteúdos de Física Clássica. A Física Moderna, presente nas inovações tecnológicas, possui pouco espaço para ser desenvolvida neste currículo. Com isso, mostra-se necessário incluir temas de Física Moderna no Ensino Médio, como os tópicos Nanociência e Nanotecnologia. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar os resultados da implementação de uma sequência didática sobre o tema Nanociência e Nanotecnologia. Os dados foram analisados por meio das Tipologias Discursivas. Logo, pretendemos contribuir para os avanços das pesquisas sobre inovação curricular no Ensino de Física.

Palavras-chave : Tipologias Discursivas; Ensino de Física; Nanociência.

## Contextualização

À medida que a tecnologia avança, as estratégias e metas da educação devem acompanhar paralelamente esse avanço, a fim de formar indivíduos com conhecimentos e habilidades que possam contribuir para o desenvolvimento da sociedade e novos avanços tecnológicos. Segundo Bao & Koenig (2019) com o ensino de física não é diferente, visto que, do nível microscópico das partículas ao nível macroscópico do espaço, a física permite além da compreensão do universo e do mundo, ao desenvolvimento tecnológico. Desta forma, o ensino de física no século XXI exige que a física seja um veículo para os alunos pensarem criticamente, possibilitar a resolver problemas complexos, modelar situações do mundo real, refletir sobre a natureza do conhecimento e seu papel na sociedade (HOLUBOVA, 2019).

Nesse sentido, no Brasil, a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) tem como proposta favorecer os currículos interdisciplinares (e transdisciplinares) em que no contexto do ensino de física a BNCC estabelece as seguintes unidades temáticas para o Ensino Médio: Matéria e Energia; e Vida, Terra e Cosmos. Watanabe & Watanabe

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

(2019) enfatizam que a BNCC recomenda a discussão sobre o papel do conhecimento científico e tecnológico na organização social, nas questões ambientais, na saúde humana, e na formação cultural. No entanto, por mais que os documentos legais preveem o ensino de física sendo desenvolvido para contextualizar o aluno no mundo tecnológico, a literatura reporta um distanciamento das necessidades dos alunos no que diz respeito a conhecimentos científicos mais atuais, conforme Salomão; Araújo e Mackedanz (2020) pontuam. Além disso, os autores mostram que é perceptível a existência de uma defasagem em termos de conteúdos, onde encontram-se restritos a abordagens de tópicos pertencentes à física clássica, caracterizando em um atraso curricular da disciplina de Física no Ensino Médio, uma vez que a física ensinada no século XXI, é a física do século XIX.

A fim de quebrar paradigmas e acompanhar as profundas transformações tecnológicas mais recentes, os tópicos de Física Moderna se tornam essenciais para imergir o aluno no contexto tecnológico atual, e consequentemente formá-lo para exercer seu papel na sociedade de maneira crítica e consciente. Segundo Junior e Pereira (2017), entre as principais dificuldades em trabalhar com tópicos da Física Moderna estão: a falta de preparação e formação dos professores, escassez de materiais didáticos e questionamentos baseados em 'como fazer'.

Dentre os tópicos que estão contidos na física moderna, o tema Nanociência e Nanotecnologia dificilmente é abordado no Ensino Médio, como pode-se observar nos conteúdos indicados no Currículo Paulista. A Nanotecnologia está próxima da sociedade, presentes em equipamentos eletrônicos, protetores solares, roupas, calçados esportivos entre outras aplicações. Além disso, tem contribuído para um dos desafios que a Indústria e Ciência analisam: a diminuição de componentes eletrônicos. Nota-se que essa temática, além de tendência de estudo, está presente nas tecnologias que permeiam a vida dos alunos. Assim, contida nos tópicos de Física Moderna e possuindo caráter Interdisciplinar, apresenta potencial para ser desenvolvida no Ensino Médio.

Nesse sentido, levando em consideração a inserção de tópicos de Física Moderna no Ensino Médio e a necessidade de desenvolvimento de estratégias didáticas que possibilitem a abordagem destes tópicos, este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados da implementação de uma sequência didática sobre o tema Nanociência e Nanotecnologia, obtidos por meio dos significados construídos por estudantes de Ensino Médio em produções escritas realizadas no desenvolvimento da sequência.

## Tipologias discursivas

O discurso constitui-se como ferramenta de comunicação, sendo mecanismo de representação de uma mensagem na troca entre transmissor e receptor. De acordo com Santaella (2012), pode ser categorizado em três princípios: descrição, narração e dissertação.

Nesse sentido, textos categorizados como descritivos representam 'a tradução das apreensões sensoriais para a linguagem verbal do que a princípio não precisa ser refletido, mas declarado' (SILVA, 2018). Assim, suas estruturas discursivas aproximam-se do relato de um objeto.

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- Já os textos narrativos, apresentam 'sucessão de acontecimentos ou experiência de interesse humano em uma unidade de uma mesma ação' (SILVA, 2018). As estruturas narrativas manifestam organização de episódios e integração temporal.
- Os textos dissertativos enquadram o raciocínio e reflexão, produzindo a argumentação de modo fundamentado (SANTAELLA, 2005).

A presente pesquisa aborda e categoriza o discurso verbal escrito presente nas produções dos estudantes em atividades realizadas a partir da sequência didática proposta.

## Procedimentos metodológicos

Este trabalho caracteriza-se como uma pesquisa de implementação em que é construído por meio da aplicação de uma sequência didática em formato de minicurso visando ao ensino e aprendizagem de tópicos científicos específicos.

- O minicurso foi implementado em duas escolas públicas de São Carlos/São Paulo com cerca de 40 alunos do Ensino Médio. A duração total aproximada dos encontros da atividade foi de 20 horas.
- A sequência didática foi construída a partir de discussões prévias com especialistas da área de Nanociência e Nanotecnologia e através de análise prévia dos conteúdos publicados. Também, os alunos desenvolveram a aproximação teórica com está temática por meio de estudos individuais e coletivos durante todo o minicurso. Assim, o minicurso abrangeu dois blocos conceituais definidos como: 1 Dimensões de tamanho do Nanômetro, Definições de Nanociência e Nanotecnologia, Aplicações da Nanotecnologia; 2 - Propriedades e estratégias de produção de nanopartículas.

Para este trabalho, procuramos elaborar atividades que se basearam nos conceitos que julgávamos como os mais importantes a serem desenvolvidos, tais como: modelos atômicos, organização molecular, desenvolvimento de novos materiais a partir dos átomos, miniaturização de componentes eletrônicos, aplicações encontradas em nosso cotidiano e impactos sociais e ambientais. As atividades propostas ao longo da sequência didática foram extraídas e adaptadas do projeto: NanoSense (2004-2008), disponível no site: https://nanosense.sri.com/.

Nesse sentido, de modo a analisar a aprendizagem e construção de significados construídos pelos estudantes durante o minicurso, indicando o potencial pedagógico da sequência didática utilizada, os alunos realizaram atividades de produções escritas ao final de cada bloco. Essas atividades abordaram os conceitos desenvolvidos e estimularam a interpretação e reflexão crítica para a escrita da resposta. Com isso, utilizando a ferramenta da análise das Tipologias Discursivas, as produções foram categorizadas.

A atividade referente ao Bloco 1, foi iniciada com trechos do filme 'Pantera Negra' relacionados a temática nanotecnologia. Então, os estudantes receberam folhas de respostas e foram instruídos a relacionar os conceitos estudados com o filme por meio da questão: 'Como podemos associar a Nanotecnologia com a tecnologia do traje do Pantera Negra e dos exemplos apresentados na aula?'.

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A atividade referente ao Bloco 2, foi iniciada com a apresentação de duas figuras: a primeira indicava a 'Taça de Licurgo', que muda de cor dependendo de como é iluminado e possui nanopartículas de prata e ouro em sua composição; na segunda, era possível visualizar dois copos com água, sendo que um copo possuía aspirina inteira e o outro copo, aspirina triturada. Então, os estudantes deveriam responder em suas folhas de respostas a questão: 'Discuta as relações entre as duas figuras e as propriedades das nanopartículas que estudamos durante o curso'.

## Resultados

A partir das categorias identificadas no critério tipológico do discurso, as produções escritas dos estudantes estão apresentadas e categorizadas para cada bloco conceitual desenvolvido no minicurso (as transcrições preservaram as estruturas, pontuações e concordâncias dos textos originais dos estudantes), sendo selecionados estudantes para representação de cada categoria:

## Bloco 1:

Texto do Estudante 1:

'A armadura do Pantera Negra é feita de nanopartículas que estão no colar e a nanotecnologia ajuda a fazer esses tipos de armaduras. Exemplo: roupas que não molham'.

Nota-se nesta produção a aproximação com a categoria descritiva, uma vez que, a resposta é estruturada por meio do relato de elementos visualizados no trecho do filme, não apresentando organização de episódios e reflexão aprofundada. Contudo, mesmo o texto sendo descritivo, o estudante consegue associar o significado de nanotecnologia para 'fazer esses tipos de armaduras' com a tecnologia de 'roupas que não molham'.

## Texto do Estudante 2:

'A nanotecnologia é algo que pode trazer benefícios excelentes ao nosso dia a dia, nos filmes vemos que ela traz benefícios e mostram-nos como é surpreendente e impressionante, no Pantera Negra, o filme da Marvel, o protagonista usa um traje especial que sai de seu colar de dentes de pantera, o uso da nanotecnologia neste exemplo é a facilidade de pôr o uniforme e os benefícios que pode trazer, pois pode ser feita de um material forte que evita rasgos e ferimentos ao protagonista'.

Esta resposta apresenta aproximação com a categoria narrativa. O texto apesar de conter elementos descritivos, apresenta integração temporal e organização de episódios. É possível visualizar essas características nos verbos que relacionam eventos da escrita e produzem uma ocorrência, como 'é algo que pode trazer benefícios', 'é a facilidade de pôr o uniforme', 'pode ser feita de um material forte que evita rasgos'. Este estudante também foi capaz de relacionar as aplicações da nanotecnologia ao filme.

## Texto do Estudante 3:

'Podemos começar a relacionar o traje do filme 'Pantera Negra' ao notar como quando o traje começa a se espalhar e revestir o corpo de T'challa o traje parecia ser formado por pequenas partes que se adaptaram ao corpo. Fora da ficção, nanopartículas podem ser usadas para a solução de diversos problemas atuais, sendo seu principal uso o aprimoramento das propriedades

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dos materiais, tendo potencial de revolucionar diversos campos da ciência. [...] Também, podemos estabelecer paralelos entre as tecnologias demonstradas no filme e as tecnologias reais por meio das aplicações de nanopartículas em roupas, por exemplo a roupa que 'muda de cor' composta por nanopartículas usada por Fergie em uma apresentação.'

A resposta do terceiro estudante aproximou-se da categoria dissertativa, possuindo também elementos descritivos e narrativos, como relato e organização de episódios. O enquadramento como dissertação é justificado por meio da capacidade reflexiva e argumentativa exposta pelo estudante, como em sua explicação do uso de nanopartículas para 'solução de diversos problemas atuais' ao aprimorar as propriedades dos materiais e o exemplo de nanopartículas em roupas. O estudante demonstra domínio e aprendizado aprofundado da temática.

## Bloco 2:

## Texto do Estudante 4:

'[...] A taça de Licurgo, famosa por mudar de cor dependendo da iluminação. Isso acontece, devido as nanopartículas no vidro da taça, ocorrendo a transição de cor. O experimento com a aspirina, ilustra como funciona as nanopartículas e a ampliação da área da superfície.'

Assim como a produção do Estudante 1, a resposta do quarto estudante aproxima-se da categoria descritiva. Apesar de conter a tentativa de associação dos fenômenos com as figuras, não desenvolve a explicação e não apresenta considerável organização de episódios, prevalecendo os elementos de relato: 'famosa por mudar de cor', 'ocorrendo a transição de cor', 'ampliação da área da superfície'. O estudante não articula as propriedades das nanopartículas as figuras de modo completo.

## Texto do Estudante 5:

'De acordo com os estudos da nanotecnologia, o processo de dissolução da aspirina inteira ou em pó, mostra como nas partículas do remédio moído junto com a água, a área superficial é mais fácil de ser atingida. [...] Agora a inteira (remédio) tem uma dissolução menor por conta da dificuldade de filtração da área superficial, justamente o contrário do remédio moído. Já a imagem da 'Taça de Licurgo' de um lado era verde e do outro vermelho só mudando a posição da taça, isso ocorre também por conta do sol e porque a taça virada tem substâncias como nanopartículas de prata e ouro e isso faz a mudança de cor junto com o formato das nanopartículas'.

Esta produção aproxima-se da categoria narrativa, possuindo também elementos de relato. A narração é, mais uma vez, destacada por meio dos elementos de integração temporal e organização de episódios, indicados pelos verbos que produzem ocorrência e marcadores temporais: 'mostra como nas nanopartículas', 'é mais fácil de ser atingida', 'Agora', 'isso ocorre', 'isso faz a mudança'. Este estudante apresenta associação das figuras com as propriedades das nanopartículas, como o conceito de área superficial e formato das nanopartículas, de modo não aprofundado.

## Texto do Estudante 6:

'Podemos associar a figura 1 com a figura 2 uma vez que entendemos que cada figura representa exemplos de propriedades específicas de nanopartículas, assim criando um paralelo entre as figuras. A figura 1 apresenta a imagem da taça de Licurgo cuja superfície apresenta nanopartículas de prata e ouro, desenvolvendo um efeito de 'mudança' de cor conforme as diferentes faces da taça são observadas, o que se deve pela forma como nanopartículas refletem a luz, sendo a reflexão de cores

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diferentes dependendo do tamanho e formato das partículas. Já a figura 2 mostra como quanto menor a partícula, maior a proporção entre área superficial e volume, resultando em uma aceleração de reações, como por exemplo, a dissolução da aspirina em água, que é acelerada pela quebra dos pedaços de aspirina em pedaços menores. Em geral podemos observar nas figuras apresentadas propriedades das nanopartículas que podem demonstras vantagens das nanopartículas à partículas convencionais.'

- O último estudante apresenta aproximação com a categoria dissertativa, também evidenciando elementos descritivos e narrativos. Em sua construção, esta produção contém reflexão e argumentação, como: 'cada figura representa exemplos de propriedades', 'sendo a reflexão de cores diferentes dependendo do tamanho e formato', 'resultando em uma aceleração de reações'. O estudante consegue realizar a associação das figuras com as propriedades das nanopartículas de modo aprofundado.

## Conclusões e implicações

- O presente trabalhou buscou apresentar os resultados da implementação de uma sequência didática sobre o tema Nanociência e Nanotecnologia por meio das produções escritas construídas pelos estudantes durante a sequência. Baseado em pesquisas que utilizaram a ferramenta das Tipologias Discursivas (LABURÚ et al, 2020; SILVA, 2018), as produções escritas foram analisadas e categorizadas.

A análise dos textos dos estudantes apontou para a heterogeneidade das construções de aprendizados desenvolvidos durante o minicurso. As produções identificadas na categoria discursiva apresentaram construção de conhecimento de modo mais aprofundado. Além disso, os dois estudantes identificados nesta categoria demonstraram maior domínio dos temas abordados na sequência. Contudo, as produções descritivas e narrativas evidenciaram, também, o envolvimento dos alunos com as propostas das atividades.

Nesse sentido, destaca-se que o minicurso além de contribuir para inovação curricular no Ensino de Física ao propor a construção de um instrumento pedagógico, apresenta o uso de uma ferramenta alternativa de avaliação e incentivo a reflexão crítica por parte dos estudantes. As atividades propostas ao final de cada bloco distanciaram-se das tradicionais questões que estimulam a memorização de conteúdo. Também, o incentivo a prática da produção escrita no Ensino de Física foi outro potencial da proposta desenvolvida.

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