ENSINO DA REFRAÇÃO DA LUZ, POR MEIO DO USO DA ABORDAGEM CTS COMO ALTERNATIVA EM UM AMBIENTE EM QUE SE PREDOMINA ABORDAGEM TRADICIONAL.

## ENSINO DA REFRAÇÃO DA LUZ, POR MEIO DO USO DA ABORDAGEM CTS COMO ALTERNATIVA EM UM AMBIENTE EM QUE SE PREDOMINA ABORDAGEM TRADICIONAL.

## Luiza Bretz Cavalcante 1 , Luis Gustavo D'Carlos Barbosa 2

- 1 Universidade Federal de Minas Gerais/Departamento de Física /ICEX, luizabretz2@gmail.com

## Resumo

A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) do Ensino Médio enfatiza a importância de utilizar diferentes linguagens e tecnologias para acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas de forma ética (Brasil, 2017). Nesse contexto, a abordagem Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) surge como um campo interdisciplinar que explora as interações entre ciência, tecnologia e os contextos sociais e culturais. No entanto, os professores enfrentam dificuldades para conciliar a preparação dos alunos para exames padronizados com a promoção de uma educação investigativa e reflexiva, conforme exigido pela BNCC e pela abordagem CTS. Esse texto tem como objetivo discutir o uso da abordagem CTS como alternativa do ensino tradicional em escolas que possuem como foco a preparação para exames e provas para ingresso em universidades. Será apresentada uma metodologia, assim como um balanço da sequência vivenciada, que utiliza a leitura mediada para explorar a visão humana embaixo d'água de uma tribo nômade, iniciando discussões e demonstrando a aplicação prática da abordagem CTS no ensino de física .

Palavras-chave :

Ensino, CTS, Refração.

## Introdução

Um dos principais propósitos das escolas na atualidade é fornecer a possibilidade de o educando estar preparado para ingressar no ensino superior. Sabe-se, também, que a educação básica pretende desenvolver o aluno para o exercício da cidadania (Brasil, 1996), o que permite a esse indivíduo o acesso à informação e valores que o preparem para compreender situações e tomar decisões no contexto em que ele está inserido. Esses propósitos estão explícitos na Base Nacional Comum Curricular do Ensino Médio, em especial, quando estabelece a necessidade do aluno 'utilizar diferentes linguagens e tecnologias digitais de informação e comunicação para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas das Ciências da Natureza de forma crítica, significativa, reflexiva e ética' (Brasil, 2017, p.324).

A abordagem CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade) no Ensino de Ciências exige interdisciplinaridade, uma vez que examina as interações entre ciência, tecnologia e os contextos sociais, culturais, históricos e políticos nos quais elas se desenvolvem. Santos e Mortimer (2001), identificaram, ao discutir sobre a tomada de decisão para ação social responsável no ensino de ciência, que as propostas curriculares para o ensino da ciência na perspectiva CTS possuem a meta de preparar os alunos para o exercício da cidadania. Viabilizam assim, a forja da criticidade no pensar e no agir ao fortalecerem a elucidação das relações entre as três dimensões de forma dinâmica e ativa por parte do educando.

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

Entretanto, preparar os alunos da educação básica para as provas do ENEM e de outros exames, quando simultaneamente se propõe a aderir aos princípios de abordagens como a CTS, constitui motivo de tensão e significativo desafio para os professores. A pressão por resultados nas provas fora da escola limita o tempo e os recursos disponíveis para atividades aprofundadas e discussões em que se possa trabalhar procedimentos, atitudes e outros conhecimentos não restritos ao rol de conceitos canônicos da Física escolar.

Visando uma tentativa de conciliação em tal campo de batalha curricular e do que compreende a própria finalidade da educação, objetivou-se neste trabalho avaliar a recepção e eficácia de uma sequência didática CTS para classes aculturadas à Física escolar restrita à dimensão conceitual e ao treinamento para o ENEM. Para tal, optou-se por levar a intrigante visão subaquática do povo Moken entrelaçada a rede de conceitos que compreende o ensino da refração da luz.

A partir de tal experimento educacional, perguntou-se: Em que sentidos seria viável e enriquecedor introduzir a abordagem CTS em ambientes competitivos de treinamento para exames de admissão? De que modos os estudantes - pouco aculturados a uma problematização e contextualização mais robusta - recebem tal proposta? Quais as tensões se estabelecem? Quais os principais desafios e dificuldades enfrentados pela professora neste cenário? Antes de se detalhar a sequência de ensino, necessita-se minimamente dar a conhecer alguns sentidos circulantes que definem o CTS e experiências educativas atribuídas a tal abordagem.

## A abordagem CTS como alternativa curricular

Implementar métodos de ensino que provoquem o questionamento crítico e a autonomia dos estudantes demanda não apenas uma revisão nos materiais didáticos, mas também uma mudança cultural na forma como a aprendizagem é concebida e avaliada. Como alternativa, tem-se a educação baseada na discussão das relações CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade). Surgida na década de 1980, tal abordagem espera negociar os objetivos da educação científica, buscando a potencialização do processo natural de compreensão da realidade e do tempo nos quais se vive, visando o empoderamento dos cidadãos para se engajarem em questões problemáticas que envolvem a ciência e a tecnologia (Aikenhead, 2006).

Conforme afirma Santos (2001), o ensino de ciências implica considerar aspectos relacionados aos valores e às questões éticas. Para o autor, uma pessoa torna-se responsável quando ela aceita o problema social e o aceita como uma preocupação pessoal. Como implicações, Santos propõe o uso da abordagem CTS, que torna o aluno capaz de usar o conhecimento científico e tecnológico nas soluções de problemas do dia a dia e de tomar decisões com responsabilidade social. Sabe-se que para o desenvolvimento da capacidade de tomada de decisões é fundamental para que os estudantes discutam problemas da vida real.

Ao tentar proporcionar uma compreensão abrangente e contextualizada do mundo natural, é essencial que o professor ofereça aulas diversificadas com situações variadas, permitindo que eles sejam introduzidos a diferentes formas de pensar e dialogar sobre o mundo. Mortimer (2018) afirma que o(a) aluno(a) ao tentar dar sentido ao que está aprendendo acaba criando suas próprias interpretações e formas de integrar o novo conhecimento com o que já possui. Para isso, ele(a) recorre ao seu repertório pessoal de significados previamente atribuídos às palavras e aos objetos do mundo. Como conclusão, o autor frisa a importância do diálogo

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para se lograr uma aprendizagem efetiva. Como recomendações propôs que o(a) professor(a) deve fomentar o diálogo entre docente e aluno por meio de perguntas, que podem ser feitas, a título de exemplo, para discutir a física envolvida em situações corriqueiras do dia a dia.

Silva e Neves (2020) foram bem-sucedidos ao trabalhar uma sequência de ensino com uma abordagem CTSA (Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente) que teve como tema a 'Física dos Transportes'. O trabalho tinha como objetivo principal contribuir para as discussões sobre a potencialidade da educação científica na promoção de uma formação cidadã vinculada às questões ambientais. Conseguiram realizar isso inicialmente por meio da leitura de um texto motivador 'As raízes sociais e econômicas dos Principia de Newton' de Boris Hessen (1984), em que a partir dele foi possível discutir acerca das máquinas simples como meios para potencializar a capacidade produtiva humana. Os resultados indicam que os alunos avaliaram diversos aspectos da situação analisada, sugerindo a criação de entendimentos que consideraram múltiplas dimensões da complexa relação entre os seres humanos e o meio ambiente.

Mais recentemente, Santos (2023) objetivou analisar o ensino de Física no conteúdo de óptica geométrica e saúde humana, através da temática 'defeitos da visão'. Realizou isso através da abordagem Ciência, Tecnologia e Sociedade, realizada em turmas do segundo ano do ensino médio profissionalizante em uma escola agrícola da rede pública federal. Alcançou respostas que pautavam a facilidade dos alunos em se identificarem com situações cotidianas, e os possibilitou relacionar os problemas enfrentados por deficientes visuais, com a base do conhecimento científico, refletindo a respeito de situações reais dos defeitos da visão e das dificuldades encontradas por esses deficientes no cotidiano, despertando-os para a cidadania.

Ensinar ciência em conformidade com a abordagem CTS, sem deixar de preparar os alunos para provas de vestibulares, é uma possibilidade enriquecedora para que os educadores contextualizem conceitos teóricos dentro de cenários históricos, sociais e tecnológicos reais, demonstrando como a física é aplicada e impacta o mundo ao nosso redor. Aposta-se que isso pode ser feito em concomitância às habilidades e conteúdos exigidos nos vestibulares, promovendo uma compreensão mais contextualizada do conteúdo.

## O experimento educacional e seu contexto

A elaboração da sequência didática é resultado de estudos aprofundados sobre abordagens não tradicionais do ensino de Física em disciplinas de Didática e Estágio da disciplina na graduação. No terceiro e último estágio curricular obrigatório foi proposta a estruturação de um projeto pedagógico utilizando uma dessas abordagens. O campo de estágio escolhido foi a escola particular onde a autora já atuava como condutora de um clube de ciências eletivo, o que lhe conferia um conhecimento contextual prévio.

A instituição acolhe estudantes provenientes de famílias economicamente abastadas, preocupadas com o treinamento competitivo voltado ao ENEM. Esse contexto, marcado pela predominância de aulas tradicionais e pela orientação ao alto desempenho em avaliações, tornou ainda mais desafiador o estágio nas aulas de Física nas quatro turmas do 2º ano do ensino médio, no que diz respeito a viabilizar a implementação de uma abordagem CTS. De modo geral, os discentes, com idade entre 16 a 17 anos, demonstram apatia e apresentam dificuldades em

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manter a atenção de maneira proativa, ou seja, carecem de iniciativa própria para se engajarem ativamente nas aulas, o que já se demonstrou um dos primeiros desafios que foram enfrentados durante o desenrolar da sequência didática.

Propôs-se uma sequência didática pautada na abordagem CTS acerca do estudo da refração da luz. Para isso, inicialmente, os alunos realizaram uma leitura mediada pela professora do texto ' Moken , a tribo do mar que enxerga perfeitamente embaixo da água' Minilua (2014). O texto aborda sobre um povo nômade do sudeste asiático que tem a capacidade excepcional de enxergar claramente debaixo d'água. O benefício da leitura com o apoio de um mediador no ensino de ciência fica evidente na visão de Espinoza (2010, p. 127), em que ela pondera que o espaço que o(a) professor(a) destina a situações de leitura, durante a qual os alunos têm a oportunidade de expressar e discutir suas interpretações, permite tornar visível as dificuldades que podem surgir e a compreensão perante a algum assunto.

Nesse contexto, a proposta de iniciar a sequência didática com a leitura de um texto visava incitar nos alunos questionamentos sobre a visão humana subaquática, considerando que, apesar de ser uma situação abstrata, eles já teriam experimentado ver debaixo d'água e constatado a ausência de nitidez. Assim, para compreender como aquela tribo consegue a visualização perfeita dentro da água, os alunos foram primeiramente ser estimulados a compreender como funciona a visão dos seres humanos enxergando na terra, onde somos adaptados a viver. A partir disso foi possível apropriar-se da compreensão de conceitos como refração, câmara escura, adaptação biológica, continuidade óptica, entre outros, conforme a descrição das aulas a seguir. Paralelamente, fomentou-se também a compreensão de relações CTS como a necessidade desses indivíduos terem de se adaptar biologicamente, as condições de vulnerabilidade dessa tribo e as ações que devem e podem ser feitas para remediar a problemática. Encerrada a sequência, os alunos responderam a um questionário sobre suas percepções em relação à nova abordagem, permitindo uma comparação com a abordagem tradicional que já conhecem.

## Quadro 01: Descrição das aulas.

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Aula 03

Anotação no quadro dos índices de refração obtidos por cada grupo, seguida de comparação dos mesmos aos índices de refração da água, córnea e cristalino (explícitos em uma tabela). Demonstração da continuidade óptica entre glicerina e vidro como base da explicação de por que se enxerga sem nitidez dentro d'água. Contraposição à visão subaquática do povo Moken: diminuição das pupilas e focalização análoga à uma câmera escura. Encerramento com retorno ao texto da primeira aula, aprofundando a discussão sobre as condições de vulnerabilidade do povo Moken , necessidade de sua adaptação biológica e dimensões éticas e sociais dessa tribo.

## Um balanço da sequência vivenciada

A partir da etapa obervacional, uma das primeiras impressões evidentes era que cada turma apresentava características distintas, o que representou uma problemática adicional na compreensão de que cada grupo poderia reagir de maneira diferente a abordagens pedagógicas que se desviasse daquelas a que estavam habituados. A postura adotada pelo professor regente diferencia-se da abordagem que a professora adotaria na escolha das metodologias de ensino. Enquanto o professor regente tende a seguir métodos mais tradicionais e expositivos, a professora buscou integrar abordagens pedagógicas mais interativas e centradas no aluno, visando maior engajamento e participação ativa. Além disso, outro desafio identificado foram as interrupções das aulas, ocasionadas por simulados que se estendiam por todo o horário escolar ou por excursões extracurriculares.

- O início das aulas da sequência de ensino de refração trouxe novas impressões à professora. Ela notou, de forma geral, que alguns alunos que anteriormente não prestavam atenção ou permaneciam no celular durante toda a aula, tiveram sua atenção capturada. A estratégia de iniciar a aula com uma leitura e mediação mostrou-se pertinente, uma vez que os alunos esperavam a tradicional escrita de um tema no quadro e ficaram surpresos ao constatar que uma aula de Física começaria com a leitura de um texto.

Tal abordagem despertou o interesse dos alunos, especialmente daqueles que se consideravam desinteressados pela disciplina, pois conseguiram se identificar com outras partes do texto e, assim, mostraram-se mais abertos e atentos. Em algumas turmas, também surgiram interesses sobre aspectos não físicos, como questionamentos acerca da vulnerabilidade da tribo Moken, que geraram discussões relevantes acerca das questões sociais que cercam a vida daquele povo. Além disso, observou-se a eficácia da problematização, uma vez que os alunos ficaram ansiosos pela conclusão do questionamento proposto pelo texto - sobre como ocorre a visão subaquática desses indivíduos -, que seria respondido apenas ao final da sequência didática, na terceira aula.

A primeira aula foi concluída com uma discussão sobre a dependência da visão humana em relação à refração, bem como sobre as funções das diversas partes do olho humano. Em algumas turmas, houve um debate significativo acerca da formação da imagem invertida no fundo dos olhos, o que suscitou grande interesse entre os alunos.

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A segunda aula, por sua vez, apresentou entraves consideráveis ao retirar os alunos de sua zona de conforto. A condução para o laboratório, de modo geral, foi complicada, demandando tempo para acalmar os alunos. No laboratório, foram abordados a Lei de Snell e o conceito de índice de refração. Uma dificuldade notada foi a percepção dos alunos de que, por estarem em um ambiente laboratorial, não era necessário anotar ou acompanhar o conteúdo que fazia parte da disciplina. Além disso, na parte prática, embora se acreditasse que o domínio matemático dos alunos estivesse mais desenvolvido, observou-se que muitos enfrentam dificuldades, especialmente em relação à trigonometria. Apesar desses obstáculos, a maioria dos grupos conseguiu concluir a atividade e entregar uma resposta. No entanto, não houve tempo suficiente para discutir a prática, as dificuldades dos alunos e outras questões pertinentes, o que seria feito no início da próxima aula.

Finalmente, a terceira aula ocorreu dando início às discussões da prática realizada no laboratório e retornando ao texto lido na primeira aula e qual era o objetivo central. Os alunos foram indagados sobre as dificuldades encontradas, assim como os resultados obtidos. A maioria relatou ter percebido que pequenas variações na hora de coletar os dados faziam diferença significativa no resultado e, a partir disso, levantaram hipóteses do que poderia ter afetado no resultado. A aula seguiu com a professora comparando os resultados obtidos dos índices de refração da água calculados com os da córnea e do cristalino. Os estudantes concluíram que o fenômeno da refração no processo da visão na água não ocorre da maneira que deveria e utilizando a glicerina e um vidro para demonstrar o fenômeno da continuidade óptica os alunos expressaram o maravilhamento em relação a demonstração. A continuação da aula se deu pela conclusão de como aquela tribo enxergava, similar ao que ocorre com a câmara escura. Muitos acabaram tendo dúvidas sobre esse processo de formação da imagem, o que deixou pouco tempo para discutir acerca da vulnerabilidade que o povo Moken vive e a necessidade da adaptação biológica.

A professora deixou um formulário online para que fosse respondido sobre as percepções dos alunos, assim como as opiniões sobre as aulas e a abordagem alternativa CTS.

Estando os discentes não habituados a problematizações e contextualizações mais robustas, não foi surpresa constatar a recepção da proposta de diferentes maneiras. Alguns, de início, aceitam-na de bom grado, apreciando a leitura e a abordagem diferente no início da primeira aula. Do formulário que foi disponibilizado virtualmente aos estudantes, de um total de cento e vinte e sete estudantes que vivenciaram a sequência, sessenta e três dos alunos responderam, o que representa 49,6% dos sujeitos participantes, desses, aproximadamente 83% dos estudantes acharam interessante e atrativo a utilização da leitura para iniciar a discussão de um conteúdo de física. O surgimento de algumas tensões, como uma ansiedade diante da necessidade de resolver as problema apresentados de maneira imediata e sem a construção do conhecimento já era esperado mediante ao cenário que esses alunos estão habituados. Apesar disso, cerca de 78% dos discentes concordaram que acharam desafiador mas gostaram da experiência, já que foi uma maneira diferente de construir o conhecimento. Outro ponto relevante foi o entusiasmo relatado pelos alunos em trabalhar no ambiente laboratorial. Um dos feedbacks recebidos destacou a satisfação de uma aluna ao perceber que estava descobrindo, de maneira autônoma, os fenômenos físicos em questão. A estudante relatou a alegria por poder acompanhar e compreender o processo de manifestação

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dos fenômenos por si mesma, o que contribuiu para um maior envolvimento com o conteúdo abordado.

## Considerações finais

- O propósito deste trabalho foi avaliar a viabilidade de abordagens alternativas com componentes procedimentais e atitudinais - por exemplo a CTS em ambientes onde predominam a abordagem tradicional e o treinamento para exames. Para tal, utilizou-se do contexto de adaptação biológica da visão subaquática do povo Moken como contexto para explorar e ensinar o fenômeno da refração da luz. A integração de atividades que, permitam aos alunos relacionarem os conhecimentos científicos com situações reais, como exemplificado nos estudos de Santos (2023) e Silva e Neves (2020), demonstra que é viável e enriquecedor conciliar a preparação para exames com uma educação que promova o desenvolvimento crítico dos estudantes. Tal abordagem demanda aprofundamento em contextos interdisciplinares, o que acaba por favorecer alguns enfoques emergentes nos exames de admissão.

As discussões abordadas e os resultados obtidos em sala de aula, indicam que a aplicação da abordagem CTS se apresentou como uma alternativa para as abordagens tradicionais em contextos educacionais onde a formação acadêmica é predominantemente voltada para a preparação de provas e exames de ingresso ao ensino superior. O enfoque CTS ajuda a conectar os conceitos científicos com questões sociais e tecnológicas, tornando o aprendizado mais relevante para os alunos. Em um ambiente de preparação para provas e exames de admissão, essa relevância é enriquecedora, já que pode aumentar o interesse e a motivação dos alunos, levando a um entendimento mais profundo e duradouro dos conceitos. Apesar disso, alguns dos estudantes ao entrarem em contato com uma nova abordagem reagiram com desconforto com a resolução não imediata da problemática levantada. Uma das dificuldades mais significativas enfrentadas nesse cenário foi a gestão do tempo, dado o número de elementos novos não vivenciados no cotidiano da disciplina de Física, como por exemplo, aspectos sociais e culturais de um povo, prática laboratorial, entre outros. Outro aspecto passível de aprimoramento foi o método de coleta de dados, uma vez que o formulário estava disponível em uma plataforma online, alguns estudantes não participaram.

No horizonte de implicações e planos futuros, a inserção gradual de práticas que conectem o conhecimento científico com situações do cotidiano desponta como uma estratégia promissora para ampliar a compreensão dos alunos sobre a relevância do que aprendem. Além disso, a expansão dessas abordagens para outras séries além do 2º ano do ensino médio permitirá uma avaliação mais abrangente de seu impacto. A coleta de dados sobre as percepções dos alunos ao serem expostos a uma metodologia diferente da habituada por eles será essencial para ajustar e fortalecer essa prática, proporcionando insights valiosos para a contínua adaptação do ensino às necessidades contemporâneas, sem perder de vista os objetivos acadêmicos e os resultados esperados em exames e vestibulares.

O presente relato deixa como exemplo a utilização da abordagem CTS para o uso do ensino de um conceito físico que recorrentemente aparece em exames e provas, que é a refração. Espera-se incentivar professores que, com poucos recursos, como uma reportagem com uma temática social, conseguem tornar a aula mais participativa e mais factível ao contexto do aluno propiciando maior engajamento e interesse por parte dos estudantes.

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## Referências

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