ENERGIA NUCLEAR: UMA ILUSTRE DESCONHECIDA DOS LICENCIANDOS DE FÍSICA

## ENERGIA NUCLEAR: UMA ILUSTRE DESCONHECIDA DOS LICENCIANDOS EM FÍSICA

## NUCLEAR ENERGY: AN UNKNOWN CHARACTER OF PHYSICS UNDERGRADUATES

Winston Gomes Schmiedecke 1 , Ligia Valente 2

1 Instituto de Física e Faculdade de Educação - USP, winston@usp.br

2 Instituto de Física e Faculdade de Educação - USP, ligia@if.usp.br

## Resumo

Apesar da existência de praticamente um consenso na área de Ensino de Física sobre a inserção no Ensino Médio da Física Moderna e Contemporânea (FMC), muitas são as dificuldades encontradas pelos professores para introduzir esses conhecimentos nas salas de aula. Ferramentas de significativa influência na prática e, não raramente, na formação para o trabalho cotidiano dos docentes de Física, os livros didáticos têm cada vez mais incorporado elementos da FMC ao rol dos conteúdos que abordam. Tal tendência é em grande parte devida às orientações formuladas nesse sentido pela equipe de avaliadores do Plano Nacional do Livro Didático (PNLD). Ainda assim, verifica-se que a apresentação dos aspectos históricos associados ao surgimento e ao desenvolvimento dos diversos conteúdos de FMC constantes nos livros didáticos carece de qualidade e efetividade, não oferecendo aos professores elementos mínimos para a proposição de discussões junto aos alunos acerca das principais consequências e desdobramentos sociais, filosóficos e éticos que cercam a descoberta e o desenvolvimento desse corpo de conhecimentos. Tendo como foco a Energia Nuclear, este trabalho visa estabelecer correlações entre o desconhecimento dos licenciandos e recém formados em Física do histórico que a envolve enquanto ciência e a baixa efetividade das ações por eles implementadas na formação de cidadãos conscientes das possibilidades e dos riscos da sua utilização como modalidade energética. Para isso, além da identificação da forma pela qual os livros didáticos aprovados no último PNLD apresentam -quando apresentam -e desenvolvem o histórico da Energia Nuclear, descrevemos detalhes da elaboração e aplicação de uma sequência didática a um grupo de licenciandos em Física de uma instituição pública da cidade de São Paulo sobre essa temática com expressivo potencial para a formação de professores mais conscientes e bem preparados para propor e sustentar discussões mais amplas envolvendo esse importante ramo da FMC.

Palavras-chave: História da Ciência; Livros Didáticos; Sequências Didáticas; Física Moderna e Contemporânea; Energia Nuclear.

## Abstract

Despite the widespread agreement in adopting Modern and Contemporaneous Physics principles (MCP) by Physics educators and in to include such principles in educational materials, there are many obstacles in successfully implementing such skills in the class room. The most essential tool used by professors and professionals in the field is without a doubt the educational books used by students. Fortunately, the majority of these already employ MCP principles in the subjects they cover. This is particularly true after the directives put in place by the National Plan for Educational

Books (PNLD in Portuguese). Nevertheless, the majority of the books lack basic historical context related to MCP creation and development and its relation with the subjects covered. This in turn, hinders the effectiveness and quality of the materials used in the class room, particularly in regards to the social, philosophical and ethical principles in MCP. This is more noticeable in the field of nuclear energy where recent graduates lack in-depth knowledge of historical, social responsibilities and risks associated with this modern mode of energy. Therefore, this work attempts to correlate recent graduates' knowledge, perceptions and implications of their actions as citizens, educators and professionals when related to the nuclear power field. To that end, we seek to identify the way the most recent PNLD approved educational books cover such topics (when they do it!) and how they develop the historical background of nuclear energy. Finally, we intend to showcase a successful pilot program where a structured teaching-learning sequences was followed in a public school in Sao Paulo. This program main focus was to foster social awareness, in depth knowledge and to better prepare recent graduates for a broader discussion in this vital topic for the MCP field.

Keywords: History of Science, Textbooks, Teaching-learning sequences, Modern and Contemporary Physics, Nuclear Energy.

## Introdução

A inserção da Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio (EM) consolidou-se, nos últimos anos, como uma forte tendência de renovação curricular na área de pesquisa em Ensino de Física. (Terrazzan, 1994; Camargo, 1996; Valadares e Moreira, 1998; Pinto e Zanetic, 1999; Ostermann e Moreira, 2000; Brockington e Pietrocola, 2004, entre outros)

Mais recentemente, a proposta de inserção da FMC começa a dar os primeiros passos no sentido de sua instauração, juntamente com uma expressiva preocupação de renovação curricular do EM. Nessa direção, grande parte dos livros didáticos utilizados nesse nível, em suas edições mais recentes, incorpora esse conteúdo. O Guia de Livros Didáticos - PNLD 2012, ao estabelecer seus critérios visando à aprovação das obras de Física, destaca, entre outros elementos, ser essencial que a obra aborde:

sempre de forma adequada e pertinente, considerando os diversos estudos presentes na literatura atual da área, tópicos usualmente classificados como de Física Moderna e Contemporânea e que sejam considerados importantes ou mesmo imprescindíveis para o exercício da cidadania ativa, crítica e transformadora, bem como para a inserção ativa, crítica e transformadora no mundo do trabalho . (BRASIL, 2011, p.16, grifos nossos )

Dentre o conjunto de conteúdos de FMC, optamos por abordar especificamente a Física Nuclear , dado o seu potencial para discutir questões de relevância sociais e históricas no mundo contemporâneo. Trata-se de um tema que ocupa grande destaque na mídia, uma vez que o uso da Energia Nuclear , especialmente para geração de energia elétrica, está na pauta dos grandes debates do momento, no Brasil e no mundo, envolvendo aspectos científicos, tecnológicos, econômicos, sociais, históricos e ambientais. Por se tratar de assunto atual, em alguns aspectos polêmicos e controversos, a sua inserção no EM é essencial e possibilita que os alunos lidem com informações veiculadas pela mídia, desenvolvendo habilidades para compreenderem, questionarem e posicionarem-se criticamente quanto a eventuais debates surgidos nesse contexto.

Assim, inicialmente pretendemos investigar os possíveis caminhos, formas ou estratégias para a introdução do tema Energia Nuclear (EN) nas salas de aula do EM,

analisando livros didáticos desse nível aprovados pelo PNLD 2012. E, ao mesmo tempo, realizamos uma investigação preliminar em um curso de Licenciatura em Física, na qual buscamos verificar o conhecimento prévio dos licenciandos a respeito dessa temática.

Visando agregar valores e significados à prática docente comprometida, de fato, com a promoção dessa aludida 'cidadania ativa, crítica e transformadora', a utilização de elementos e características próprias da História e Filosofia da Ciência (HFC) tem encontrado diversos defensores de sua aplicação no Ensino de Ciências, tanto nos documentos oficiais, quanto nos trabalhos dos principais especialistas dessas duas áreas do conhecimento.

As competências gerais dos PCNEM destacam a importância do aluno 'compreender o conhecimento científico e o tecnológico como resultados de uma construção humana, inseridos em um processo histórico e social.' (BRASIL, 2000) Além disso, muitos pesquisadores de História, Filosofia e do Ensino de Ciências (GilPérez, 1993; Matthews, 1995; Peduzzi, 2001; Martins, 2006; Forato et al. , 2011, Höttecke e Silva, 2011, entre outros), ressaltam a relevância de se desenvolver um trabalho consistente nessa seara, ainda que não poucos sejam os obstáculos associados a tal tentativa de aproximação, principalmente no tocante à instância da formação dos futuros docentes. E é na formação desses professores que intencionamos oferecer colaborações, a partir da proposição de uma sequência de ensino que contemple tais indicativos e demandas.

## A Energia Nuclear nos Livros Didáticos do Ensino Médio

Tendo o objetivo de servirem de apoio e complementação para os estudos dos alunos dos mais diversos níveis, os livros didáticos têm desempenhado um papel determinante na constituição da prática de boa parte dos docentes. A organização sistematizada dos conteúdos a serem abordados, somada às 'dicas' e sugestões de atividades, rotinas, problemas a serem resolvidos etc., tem reforçado a função dos livros didáticos como 'manuais didáticos' determinantes para a estruturação e articulação das ações didáticas desses profissionais, principalmente quando ingressantes nas salas de aula. (Campos, 2001)

Verificamos que a adoção do Plano Nacional do Livro Didático (PNLD) como política de estado, ao gerar um programa sustentado por grandes aportes financeiros da União, veio a estabelecer parâmetros segundo os quais, em teoria, as obras acessíveis aos nossos estudantes teriam um salto de qualidade e, por conseguinte, facilitariam a prática profissional dos nossos docentes. Com a intenção de identificar como questões relacionadas ao histórico da EN são atualmente inseridas nos livros didáticos de Física do EM, consultamos nove obras aprovadas na última edição do PNLD 1 . A tabela 1 procura organizar nossas observações acerca da forma como tais obras, todas elas compostas por três volumes, abordam (ou não) esse histórico.

Um olhar minimamente atento à tabela permite-nos constatar que, mais da metade das obras pesquisadas sequer apresentam um breve relato ou cronologia a respeito do histórico da EN, seja no âmbito mundial ou no nacional. A exceção deve ser feita a uma delas (Torres et al. , 2010), que oferece uma cronologia sucinta desse histórico em nível mundial e, também, apresenta informações de extrema relevância

para a consciência e a compreensão do estágio atual das atividades desenvolvidas no Brasil envolvendo a EN.

Tabela 1: Descrição do histórico da Energia Nuclear presente nas obras de Física aprovadas no PNLD 2012

Em linhas gerais, verificamos não haver maiores preocupações por parte dos principais autores de livros didáticos de Física da atualidade quanto à importância de se oferecer uma dimensão histórica aos aspectos técnicos e tecnológicos inerentes à EN. Chega-se a um nível de simplificação que, apenas como exemplo, encontramos em uma dessas obras uma interpretação particular para o experimento realizado por Enrico Fermi em Los Álamos, no ano de 1945, que tinha como objetivo 'testar o artefato nuclear':

...a intenção dessa citação é mostrar que, mesmo se tratando de uma explosão nuclear que futuramente poderia dar origem a bombas, o objetivo dos cientistas era a busca por uma melhor compreensão da estrutura da matéria'. (PIETROCOLA et al. , 2010, p.451)

Ou, como consta na abertura do capítulo intitulado Física Nuclear de outras dessas coleções, em que se lê:

Existe sentido em julgar uma pequisa como 'boa' ou 'ruim'? Parece que não: a ciência não deve ser passível desse juízo de valor. O modo como é aplicado o conhecimento científico depende dos seres humanos. À ciência cabe sempre e apenas - ampliar a compreensão do Universo onde vivemos. É com essa reflexão que começamos o estudo da Física Nuclear. (Kazuhito e Fuke, 2010, p. 260)

Encontram-se, também, não raras informações equivocadas, na forma de narrativas sem qualquer respaldo histórico. É o caso da atribuição do domínio tecnológico brasileiro do ciclo do urânio à assinatura do acordo Brasil-Alemanha Ocidental feito em outra dessas obras, como segue:

Atualmente, podemos dizer que o Brasil dispõe de profissionais capacitados nessa área, devido em grande parte a esse acordo. Daí originou-se o desenvolvimento tecnológico nuclear apresentado pelo Brasil, chegando praticamente ao domínio das etapas da fabricação do combustível nuclear. (Barreto Filho e Silva, 2010, p. 359)

Nos dias de hoje, entendemos que afirmações e narrativas como essas revelam uma visão ingênua do fazer ciência, considerando que o cientista desenvolve sua pesquisa na busca de uma 'verdade em si', desprovida de valores sociais, éticos e morais, além de oferecerem aos alunos uma história falaciosa e inexistente. Contudo, dando continuidade a esse levantamento, pareceu-nos importante investigar o que os licenciandos em Física conheciam a respeito do histórico da EN, oferecendo-nos pistas que indicariam traços de suas futuras atuações como docentes.

## Licenciandos em Física, Energia Nuclear e Natureza da Ciência

Disciplinas contemplando conteúdos de FMC são obrigatórias nos cursos de licenciatura em Física oferecidos pelas instituições brasileiras de nível superior. Visando caracterizar o conhecimento prévio de alguns desses licenciandos acerca do histórico da EN, escolhemos os alunos do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, campus São Paulo (IFSP-SP) como foco dessa instância do nosso trabalho. O curso é matutino, tem oito semestres e forma professores de Física desde 2005, ano de conclusão da 1ª turma.

Na matriz curricular do curso encontramos 2 disciplinas semestrais que abordam a FMC comprometidas em suas ementas com o formalismo teórico e experimental da Física Nuclear, e fazem alusão à ênfase histórica e à promoção de discussões éticas e filosóficas no entorno desse corpo de conhecimentos. São elas: Física Atômica e Molecular (FAM), oferecida no 6º semestre, e Física Nuclear e de Particular (FNP), oferecida no 7º semestre. Cabe destacar que outros conteúdos de FMC, não relacionados diretamente com a Física Nuclear, são trabalhados por algumas disciplinas no 5º semestre. Ainda no 6º Semestre, é oferecida uma disciplina obrigatória denominada Ciência, História e Cultura (CHC). Está em sua ementa declarado que

... este espaço curricular aborda não apenas elementos da historiografia da ciência, mas problematiza o seu papel no ensino e na divulgação científica. São estudados materiais didáticos, produção acadêmica e projetos de ensino que incorporam e propõem o ensino da física articulado à dimensão cultural da ciência e as relações múltiplas entre a implicação e a determinação social do conhecimento científico e seus produtos tecnológicos. Aos alunos, são propostas atividades de estudo visando à incorporação da pesquisa em ensino da física à pratica de sala de aula. 2

A grande abrangência do texto permite ao docente responsável pela disciplina dar ênfase, por exemplo, às possibilidades de aproximação entre a História da Ciência e Ensino de Física. Entre a preocupação em apresentar e desenvolver aspectos próprios da Historiografia da Ciência e as questões norteadoras do trabalho com a Didática da Ciência, discussões abarcando aspectos próprios da Natureza da Ciência (NdC) permeiam o curso, sendo destacadas e aprofundadas em cada episódio trabalhado ao longo das aulas.

## Nossa Intervenção: Uma Sequência Didática Baseada em Artigos e Documentários em Vídeo

Propusemos e aplicamos ao grupo de licenciandos previamente destacados uma sequência de ensino destinada à apresentação do histórico da EN, em nível mundial e nacional. Nossa intervenção, com duração de 7 horas/aula, foi desenvolvida em sala de aula.

Inicialmente, apresentamos o documentário 'Projeto Manhattan ', da série 3 'Maravilhas Modernas', produzido em 2002 pelo canal de TV norte-americano The History Channel , cujo foco principal são as justificativas dos construtores das bombas atômicas para seus lançamentos sobre o Japão, no ano de 1945. Temos aqui a 'visão dos vencedores da guerra.'

Apresentamos, em seguida, outro documentário, denominado 'Luz branca, chuva negra: A destruição de Hiroshima e Nagasaki ', produzido em 2007 pela também 4 norte-americana HBO Documentary Films . Dirigido pelo nipo-americano Steven Okazaki, o filme expõe a outra face da moeda, apresentando o relato de quase duas dezenas de sobreviventes dos bombardeios, além de outros detalhes do Projeto Manhattan omitidos no documentário do The History Channel.

Tendo como principal objetivo identificar os conhecimentos prévios dos alunos no tocante à versão nacional dos aspectos relacionados ao histórico da EN, indicamos a leitura de trechos da dissertação de mestrado de Schmiedecke (2006), que apresenta uma cronologia dos acontecimentos relacionados Programa para Formação de Profissionais da Área Nuclear no Brasil (Pronuclear), relacionando seu insucesso ao surgimento do Programa Nuclear Paralelo (PNP). Para aprofundar a apresentação do PNP aos alunos, apresentamos-lhes o documentário 'Programa Nuclear da Marinha e seus desafios ', produzido em 1994 pela TV Globo e apresentado no mesmo ano no 5 programa 'Globo Ciência'.

Cabe destacar que nossa opção por utilizar os vídeos, foi uma alternativa encontrada para contornar a baixa oferta de material didático como suporte às aulas, principalmente aqueles que discutem e explicitam as questões sócio-políticas relacionadas ao histórico da EN, viabilizando abordagens e problematizações privilegiando uma dimensão cultural mais ampla.

## Levantamento: Histórico da Energia Nuclear

Em relação à Física Nuclear a à EN, como destacado anteriormente, havia a preocupação com os conhecimentos dos licenciandos a respeito de alguns episódios históricos a elas inerentes, bem como suas opiniões acerca de sua opção como alternativa para composição da matriz energética brasileira. Com esse intuito, um breve questionário foi proposto aos alunos no ambiente moodle do IFSP-SP, após a sequência didática desenvolvida em sala de aula. Havia 19 alunos matriculados na disciplina, que a frequentavam, destes, 15 responderam às seguintes questões:

- 1) O que você já conhecia a respeito do Projeto Manhattan?
- 2) Quais detalhes envolvendo o histórico da energia nuclear no Brasil já eram do seu conhecimento?
- 3) Na sua opinião, o que justifica o fato dos americanos terem lançado as duas bombas nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, mesmo após o então poderio militar japonês ter sido praticamente dizimado?
- 4) Qual sua opinião sobre o fato do Brasil ter demorado três décadas para se tornar signatário do Tratado de Não Proliferação de Armas Nucleares, proposto originalmente no ano de 1968?
- 5) Quais dos principais aspectos ligados à NdC você identifica mais claramente presentes no histórico da energia nuclear trabalhado nesta disciplina?
- 6) De forma sucinta, posicione-se em relação ao uso da energia nuclear no Brasil (se vale a pena, ou não, e por que)

A tabulação das respostas dadas pelos alunos permitiu-nos construir a tabela 2, sintetizando-as. Os números entre parênteses indicam o número de alunos que deram aquela resposta. Para a 5ª questão, a soma das respostas supera a quantidade de participantes, pois mais de um aspecto poderia ser destacado pelos alunos.

Tabela 2: Síntese das respostas dadas pelos alunos às questões.

Analisando as respostas dadas para as questões 1 e 2, salta-nos aos olhos a quantidade de futuros professores que simplesmente desconhecem o histórico envolvendo a EN. Há que se ressaltar, que estamos falando de alunos do 6º semestre, que na sua absoluta maioria já completaram mais de 60% do curso.Também chamounos à atenção a baixa capacidade de análise, fazer conexões e compreender fatos a partir do recebimento de novas informações relativamente simples, considerando duas

facetas relacionadas às questões 3 e 4: as respostas pouco se relacionavam com a problematização sugerida ou simplesmente não foram dadas por uma parcela significativa dos licenciandos.

Em contrapartida, surge uma luz no fim do túnel quando, atentos às respostas dadas para as questões 5 e 6, verificamos uma potencial capacidade dos alunos de perceber a ciência inserida em uma dimensão sócio-político-cultural, defendendo seus posicionamentos acerca dos possíveis rumos a serem tomados por políticas de estado de cunho científico.

As respostas dadas pelos alunos após tomarem contato com esse material evidenciaram seu absoluto desconhecimento no entorno das ações relacionadas à EN em nível nacional. Novamente, consultando as respostas dadas pelos alunos, ao questionário supracitado, reforça tal fato, pois percebemos que, no máximo, sabem que o Brasil tem usinas nucleares instaladas na cidade fluminense de Angra dos Reis; contudo, tais respostas das às duas últimas questões revelam a percepção, por parte dos alunos, da influência dos aspectos e valores sócio-políticos na prática científica.

Evidentemente, tais resultados devem ser relativizados devido ao exíguo tempo de aula disponível para as discussões, ao fato da intervenção ter sido pontual e da reduzida amostragem de sujeitos considados neste trabalho.

## Considerações finais

Os livros didáticos, ao abordarem a EN raramente lançam luz sobre seu histórico e, quando o fazem, limitam-se a repetir dogmaticamente a participação de um ou dois nomes ligados à História da Física (Einstein e Fermi, por exemplo) na construção das duas bombas atômicas lançadas sobre o Japão em 1945.

Episódios extremamente relevantes nesse processo histórico - tais como o Projeto Manhattan, o programa 'Átomos para a Paz', a assinatura do Acordo Nuclear Brasil - Alemanha Ocidental e o 'Programa Nuclear Paralelo, dentre outros - não chegam às salas de aula, a despeito do imenso manancial das discussões que poderiam promover.

Consideramos a omissão e a simplificação dos processos históricos que colaboraram/concorreram para a constituição de determinado ramo da ciência como posturas diretamente responsáveis pelo desinteresse dos alunos em relação às questões relacionadas à essência dos trabalhos desenvolvidos em ciência.

A análise das respostas oferecidas pelos alunos ofereceu-nos indícios de que os licenciandos em Física, ainda que previamente familiarizados com aspectos teóricos, experimentais e tecnológicos envolvendo a Física e a EN, desconhecem seu desenvolvimento histórico em nível mundial e, mais claramente, nacional, ao ponto de, na média, tecerem comentários e emitirem opiniões acerca de sua utilização baseadas em justificativas próprias do senso comum.

Neste trabalho buscamos evidenciar a importância desse resgate histórico na formação dos futuros professores e, quiçá, na atualização dos conhecimentos daqueles que já estão na ativa, acerca da EN, por meio de uma sequência didática composta por textos acadêmicos e documentários em vídeo que, muito além de somente apresentar nomes, fatos e datas, oferece elementos para a identificação e a análise de aspectos relacionados à NdC junto aos alunos do EM.

## Referências

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