Uma abordagem da física moderna no ensino médio através da estratégia CTS-Arte

## UMA ABORDAGEM DA FÍSICA MODERNA NO ENSINO MÉDIO ATRAVÉS DA ESTRATÉGIA CTS-ARTE

## Thiago de Souza Manfredi 1 , Laís Rodrigues da Silva 2 , Glória Regina Pessôa Campello Queiroz 3

- 1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/DFAT, thi.manf@gmail.com
- 2 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/DFAT, lais.silva@uerj.br
- 3 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/DFAT, gloriapcq@gmail.com

## Resumo

Tendo em vista a importância e os desafios da inclusão do ensino de Física Moderna na educação básica, considerando a relevância técnica e social desses conhecimentos e sua posição nos documentos que orientam a educação no Brasil, este trabalho propõe uma abordagem da Física Moderna no ensino médio através da estratégia CTS-Arte. O objetivo principal foi construir uma proposta de sequência didática que estimule a compreensão dos conceitos envolvidos, aumente o interesse e o engajamento dos alunos e utilize a arte como uma ferramenta dinamizadora nesse processo. Para tanto, é necessário conceituar a Física Moderna, correlacionar arte e ciência e elaborar uma proposta viável e didaticamente eficiente. Para isso, desenvolvemos uma sequência de quatro aulas contendo exposições dialogadas, apresentação de experimentos, análise midiática e produção artística. Diante disso, verifica-se que o produto resultante atende aos principais objetivos ao estimular a interdisciplinaridade entregando uma proposta compatível a grande parte das instituições de ensino. Atentando-se ao fato de que, por tratar-se de um projeto, é necessário a oportunidade de aplicação futura para validação e aperfeiçoamento.

Palavras-chave : Física Moderna. Interdisciplinaridade. CTS-Arte.

## Introdução

A heterodoxia e complexidade dos fenômenos que compõe a física moderna desafiam o senso comum ao se afastarem do encontrado no cotidiano, o que acaba criando barreiras a sua compreensão. A tecnologia que lidamos no dia a dia está impregnada de técnicas baseadas nesses conhecimentos. Não entender os mecanismos básicos que regem esses fenômenos pode significar um obstáculo à que a sociedade venha a opinar de maneira adequada em questões importantes que envolvam seu futuro.

Visando atualizar o currículo de física, nos últimos anos foram feitas mudanças no ensino médio de modo a incluir os conhecimentos modernos da área. Embora se reconheça a importância desses esforços, ainda há um caminho a ser percorrido na busca por relacionar o conhecimento prévio dos estudantes com o que é ensinado em sala de aula.

Optamos por utilizar a estratégia CTS-Arte como uma forma de estimular a interdisciplinaridade e ressignificar o papel de cada disciplina. O objetivo geral do presente projeto de pesquisa é apresentar uma proposta de sequência didática sobre o tema física moderna a partir da abordagem CTS-Arte.

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Dessa forma, construímos uma sequência de quatro aulas baseadas em técnicas como exposição dialogada de obras de arte, análise e discussão de notícias, realização de experimento, produção artística livre, além de dois questionários (prévio e posterior a sequência).

## A Física Moderna no Ensino Médio: as diretrizes oficiais

A inserção da física moderna no ensino médio é abordada em diversos documentos oficiais que orientam a educação brasileira. Esses documentos reconhecem a importância de incluir temas da física moderna para oferecer uma formação mais completa e atualizada aos alunos.

A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) destaca a necessidade de abordar conceitos da física moderna como parte dos conteúdos de Física para o ensino médio, enfatizando que o conhecimento científico deve refletir os avanços e descobertas mais recentes. A BNCC propõe que os alunos desenvolvam competências e habilidades relacionadas à física moderna, como entender os conceitos de relatividade e mecânica quântica, e suas aplicações tecnológicas (BRASIL, 2018).

Os PCNs destacam a necessidade de atualizar o conteúdo curricular para refletir os avanços na ciência, incluindo a física moderna. Eles sugerem que os alunos devem ser expostos a conceitos avançados, como a teoria da relatividade e a mecânica quântica e enfatizam a importância de relacionar os conceitos da física moderna com as tecnologias emergentes e as aplicações práticas no mundo real (BRASIL, 1996, 1999).

Já as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio recomendam a inclusão de tópicos de física moderna no currículo, com o objetivo de proporcionar aos alunos uma compreensão mais profunda e atualizada da física. Destacando que a inserção de conteúdos avançados como a física moderna contribui para uma formação integral dos alunos, preparando-os para o ensino superior e para a compreensão de fenômenos complexos da ciência e da tecnologia (BRASIL, 2012).

## A abordagem CTS e a Arte (CTS-Arte)

## Educação com enfoque CTS

O movimento CTS, que começou a ser desenvolvido por volta dos anos 70, tinha como principal bandeira a necessidade de preparar os cidadãos para uma visão crítica da sociedade. Segundo PINHEIRO (2005), esse movimento não teve sua origem no contexto educacional, mas suas reflexões em tal contexto vêm aumentando de maneira significativa.

A necessidade de pensar e explicar o mundo no qual vivemos a partir de uma concepção de ciência não neutra, limitada, levou ao reconhecimento da ciência e da tecnologia como processos sociais. Em outras palavras, era preciso entender a construção da ciência como um processo imbricado com os aspectos sociais, políticos, econômicos, culturais e ambientais. Sendo assim, o movimento CTS começou a incorporar alguma participação da sociedade no desenvolvimento da ciência e da tecnologia.

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Uma das maneiras de repensar a imagem da ciência e da tecnologia no âmbito da Educação a partir da abordagem CTS consiste na reestruturação do processo educacional, incluindo conteúdos curriculares, metodologias e processos didáticos (PINHEIRO; MONTEIRO; BAZZO, 2009). A partir dessa premissa alguns programas de cunho educacional foram desenvolvidos tendo como base a abordagem CTS. Tal sistema tem sido implantado no ensino superior de diversas universidades da Europa e dos EUA a partir do final da década de 60 (SOLOMON, 1993; YAGER, 1993).

## As relações CTS e a Arte

Uma linha de pesquisa que vem se consolidando propõe, como uma alternativa viável, uma compreensão social da ciência a partir de uma abordagem que relacione Ciência e Arte. (DAMÁSIO, 2006 apud GALVÃO, 2006) ressalta que 'um currículo escolar que integra as artes e as humanidades é imprescindível à formação de bons cidadãos' . Já MORIN (2000) enfatiza que a Arte nos leva à dimensão estética da existência e que em toda grande obra, de literatura, de cinema, de poesia, de música, de pintura, de escultura, há um pensamento profundo sobre a condição humana. Nesse ponto de convergência, REIS, GUERRA E BRAGA (2006) dizem que a aproximação entre Ciência e Arte é possível e coerente, uma vez que tanto artistas quanto cientistas possuem uma compreensão de mundo que se diferencia na linguagem utilizada para expressá-la, sendo, porém ambas as produções socioculturais.

Enxergamos na relação entre a abordagem CTS e a Arte uma alternativa para romper com uma educação homogeneizadora e monocultural e construir práticas que, valorizando a diferença, entendam a escola como um cruzamento de culturas, complexo, fluido e permeado por tensões (CANDAU, 2008).

## Delineamento metodológico

- O trabalho aqui apresentado foi desenvolvido visando explorar o uso da física moderna dentro do ensino médio através de uma abordagem interdisciplinar que une ciência, tecnologia e arte (CTS-Arte). Para alcançar esse intuito, foi escolhida uma metodologia baseada em uma sequência didática envolvendo atividades expositivas e experimentais.
- O cronograma contempla um conjunto de quatro aulas (dois tempos de 50 min cada), com um planejamento de conclusão em duas semanas. O primeiro questionário será aplicado previamente, com a coleta de dados sendo realizada durante a aplicação da sequência. O agrupamento dos dados e a subsequente análise serão realizados a posteriori. A divisão da sequência em quatro aulas busca a compreensão de temas de física moderna que fazem parte do currículo do ensino médio através de uma perspectiva ampla contemplando os pilares da estratégia CTS-Arte:

Na primeira aula é feita uma introdução dos conceitos de física moderna através de obras de arte, em seguida demonstramos como a vivência do artista e o ambiente social ao qual pertence são capazes de influenciar sua obra.

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Na segunda aula o foco é voltado às aplicações cotidianas, tornando evidente a relevância prática desses conhecimentos, suas possibilidades futuras e como isso se relaciona a vida do aluno.

Na terceira aula são usados exemplos práticos, tornando possível a visualização do comportamento da luz através da manifestação do efeito fotoelétrico, além de conceituar o fenômeno de interferência em ondas (um estímulo ao engajamento dos alunos através da participação ativa).

Na quarta aula é realizada uma discussão para abordar o tratamento dado a física moderna na grade mídia e de que forma esses conhecimentos podem ser deturpados visando auferir vantagens particulares e outros riscos. Uma reflexão sobre a importância da responsabilidade social diante dos conhecimentos científicos.

Os recursos utilizados foram escolhidos baseados no fácil acesso e os experimentos de forma a serem reproduzidos de maneira prática em sala de aula, preferencialmente com a participação dos alunos.

- O trabalho foi estruturado pensando em atender às competências gerais e habilidades previstas na Base Nacional Comum Curricular (BNCC), promovendo o aprendizado significativo e interdisciplinar dos conceitos de física moderna.

## Apresentação da sequência didática

Objetivos gerais:

- · Compreender os princípios básicos que regem a física moderna (aula 1) ;
- · Reconhecer a construção da ciência como um fenômeno social (aula 1) ;
- · Despertar o interesse do aluno através da identificação da aplicabilidade e influência dos conhecimentos oriundos da física moderna (aula 2) ;
- · Compreender a natureza da luz e sua evolução conceitual (aula 3) ;
- · Explorar os riscos das distorções do conhecimento quântico (aula 4) ;

Quadro 01: Competências e Habilidades (BNCC)

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Quadro 02: Aula 1(Introdução à Física Moderna através da Arte)Quadro 03: Aula 2 (Aplicações da Física Moderna no Cotidiano)

Quadro 04: Aula 3 (A Natureza da Luz)

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Quadro 05: Aula 4 (Interpretações Equivocadas da Física Moderna)

## Considerações finais

Neste trabalho foi demonstrada apenas uma possibilidade da abordagem da física moderna através do uso da estratégia CTS-Arte e, dado que essa é somente uma proposta, seus impactos ainda são especulativos. Espera-se que, em um futuro próximo, haja a oportunidade de aplicá-la para aferir e registrar os resultados. A partir daí avaliar formas de aperfeiçoá-la ou readequá-la.

Apesar de a física moderna se apresentar, no senso comum, como algo abstrato e de difícil compreensão, sua correlação com a arte torna esse caminho palpável e lúdico. Ao mesmo tempo a arte abre espaço para explorar o contexto histórico e social, promovendo discussões críticas com viés interdisciplinar. As discussões propostas em sala de aula são uma boa forma de demonstrar a relevância tecnológica desses conhecimentos científicos avaliando seus riscos de aplicação prática e perspectivas futuras.

Embora o resultado final pareça ser um produto promissor e de aplicação viável, existe uma preocupação com o controle do tempo em sala de aula, assim como variáveis imprevisíveis presentes no ambiente escolar. Seria interessante que ela fosse replicada em mais de uma realidade social, econômica e cultural, assim colhendo uma amostra de resultados mais rica e possibilitando análises adicionais.

Esse trabalho possui relevância fundamental como uma tentativa válida no sentido de popularizar o conhecimento da física moderna, possibilitando que o processo de ensino-aprendizagem se torne mais estimulante além de contribuir para a formação da consciência cidadã através de uma abordagem rica em perspectivas.

## Referências

BRASIL. Lei nº 9.394, de 20 de dezembro de 1996. Estabelece as diretrizes e bases da educação nacional . Diário Oficial da União, Brasília, DF, 23 dez.1996.

BRASIL. Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Brasília. MEC/SEMTEC, 1999.

BRASIL. Conselho Nacional de Educação. Câmara da Educação Básica. Resolução CNE/CEB nº 2, de 30 de janeiro de 2012. Institui as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio . Brasília, DF , 31 jan. 2012.

CANDAU, V. M. Direitos humanos, educação e interculturalidade: as tensões entre igualdade e diferença . Revista Brasileira de Educação, v. 13, n. 37, p. 45-56, 2008.

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GALVÃO, C. Ciência na literatura e literatura na ciência. 2006.

MORIN, E., Os sete saberes necessários à educação do futuro. São Paulo: Cortez, 2000.

PINHEIRO, N. A. M. Educação crítico-reflexia para um ensino médio científico-tecnológico: a contribuição do enfoque CTS para o ensino aprendizagem do conhecimento matemático. (Tese de Doutorado). Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, 2005.

PINHEIRO, N. A. M.; ROSEMARI, M. C. F. S.; BAZZO, W. A. O contexto científico-tecnológico e social acerca de uma abordagem crítico-reflexiva: perspectiva e enfoque . Revista Iberoamericana de Educación, v. 49, n. 1, p. 6, 2009.

REIS, J. C.; GUERRA, A. e BRAGA, M., Ciência e arte: relações improváveis. História, Ciências , Saúde-Manguinhos, v. 13, n. ^ ssupl, 2006.

SOLOMON, J. Teaching science, technology and society. Bukingham, Open University Press, 1993.

YAGER, R. E. The advantages of STS approaches in science instruction in grades four trough nine. In: Bulletin of Science, Technology and Society, n.13, 1993.

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