ENSINO DE FÍSICA MODERNA: UMA PROPOSTA METODOLÓGICA

PARA O ENSINO MÉDIO INTEGRANDO DIFERENTES ÁREAS DO

SABER.

VISSOTO, Jeniffer Fernanda Thuler1 - PUCPR

CANESTRARO, Carla Daniele2 - PUCPR

Grupo de Trabalho - Didática: Teorias, Metodologias e Práticas

Agência Financiadora: não contou com financiamento Resumo O constante avanço da tecnologia que se faz presente na sociedade principalmente a partir do final do século XIX e início do século XX traz questionamentos, discussões e propostas pelos profissionais do ensino de Ciências, principalmente do ensino de Física às matrizes curriculares do Ensino Médio (EM). Entende-se que há uma necessidade impreterível da inserção dos conteúdos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) na formação básica do aluno para que este possa se contextualizar no mundo tecnológico atual, participar da atual sociedade e exercer seu papel de cidadão. Por meio de análises e pesquisas em instituição de ensino pública constatamos que na maioria das vezes os educandos estão cheios de informações e, em especial na área da Ciência, mas não sabem fundamentar os princípios e conceitos envolvidos no assunto. Com isso demonstramos que o ensino da maneira como está ocorrendo hoje já não atende mais às necessidades de um aprendizado significativo. Necessitamos de novos meios e métodos de ensino. Neste trabalho, buscamos entender o que ocorre nas escolas e por que a FMC não é geralmente um conteúdo trabalhado no EM. Depois de fazer esta análise, desenvolvemos uma proposta de ensino que envolve diferentes áreas do saber dentro de um único tema: Radiologia. Dividimos os conteúdos em módulos a serem trabalhados pelas disciplinas, contendo objetivos, metodologia e procedimentos de avaliação. Buscando uma aprendizagem que vai “além dos muros da escola”, visamos à formação de futuros cidadãos que consigam filtrar informações, analisá-las, compreendê-las e fazer relações destas com o meio em que vivem. Palavras-chave: Metodologia de ensino. Ensino Médio. Física Moderna e Contemporânea.

1 Graduada em Licenciatura em Física pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná. Técnica de Laboratório da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). E-mail: jeniffer.vissoto@pucpr.br. 2 Doutora em Engenharia dos Materiais pela Universidade Federal do Paraná (UFPR). Professora Assistente da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). E-mail: carla.canestraro@pucpr.br.

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Introdução

Este trabalho apresenta uma reflexão sobre o ensino de Física no Ensino Médio,

enfatizando a importância do ensino de Física Moderna e o desenvolvimento de uma

metodologia baseada na interdisciplinaridade.

Desenvolvimento

Levantamento Bibliográfico

Para compreendermos por que a Física Moderna e Contemporânea (FMC) não é

conteúdo abordado no Ensino Médio (EM), realizamos um levantamento bibliográfico que

envolveu conceitos físicos e educacionais. A base para a ideia da proposta surgiu da reflexão

dos principais trabalhos apresentados a seguir.

Oliveira (2006) cria uma metodologia de ensino para o EM baseada em tópicos de

Raios-X. Neste trabalho apresenta comentários de professores que conseguiram aplicar sua

proposta de ensino e metodologia.

Oliveira (2007) discute a FMC no EM a partir de opiniões de professores sobre o

tema. Em seu trabalho descreve que o ensino de Física no EM não tem acompanhado os

avanços tecnológicos que ocorreram nas ultimas décadas, e por esse motivo a Física encontra-

se distante da realidade do aluno. Sua pesquisa visa enfatizar a necessidade de novos métodos

de ensino menos monótonos.

Souza (2008) descreve uma proposta de ensino da Física das radiações. Este trabalho

apresenta tópicos dos planos de aula ligados ao conteúdo, ou seja, o autor estima a carga

horária necessária e a divide de acordo com os conteúdos a serem abordados.

Ostermann (2000) apresenta uma análise bibliográfica do ensino da FMC no EM e

enfatiza a maneira como cada autor apresenta o mesmo conteúdo.

Para a elaboração desta proposta de ensino necessitamos de uma metodologia

diferenciada que faça uma interação entre as áreas da Física, Química e Biologia,

aproximando não somente os conteúdos, como também os educandos, os professores e a

comunidade escolar como um todo. E é nesse contexto que introduzimos a

interdisciplinaridade como ferramenta principal para essa proposta.

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O conceito de interdisciplinaridade é conhecido desde a Grécia antiga, onde a forma

de ensino era circular, ou seja, um saber integral sem fragmentações entre as áreas formando

uma única unidade. Onde havia cooperação entre estudo e estudiosos de todas as áreas. O

mesmo modelo de ensino foi adotado no império de Alexandre, o Grande, e pelos romanos.

(Fazenda, 2008; Vilela, Mendes, 2003; Thiesen, 2008)

A preocupação com o saber unitário também ocorreu no Iluminismo no século XVIII.

Entretanto, os avanços da modernidade e avanços industriais, desencadearam um processo de

desintegração do saber. Atualmente, essa fragmentação do conhecimento denominada como

disciplinaridade necessita de uma revisão em função das novas perspectivas, inovações e

avanços principalmente no campo da ciência.

Como embasamento teórico para essa metodologia utilizamos o livro da Fazenda

(2008) que apresenta a base do conceito de interdisciplinaridade, e para complementar tal

conceito utilizamos também os trabalhos publicados pela Scielo: Thiesen (2008), Minayo

(1994) e Vilela (2003).

Analisamos também os documentos oficiais a respeito da FMC e de novas

metodologias de ensino, utilizando como base os Parâmetros Nacionais Curriculares (PCN’s)

(Ministério da Educação – MEC) e no estado do Paraná as Diretrizes Curriculares da

Educação Básica (Secretária da Educação do Estado do Paraná).

Para elaborarmos os módulos utilizamos os livros: Scaff (1977) e Bushong (2010): Os

livros relatam como são realizados os diversos processos da radiologia, os experimentos

realizados, tabelas de contagem, gráficos, tratamentos realizados e procedimentos.

Feltre (2004) relata um capítulo dividido em dez tópicos sobre as reações nucleares.

Feltre proporciona os conteúdos de uma maneira gradual e com constantes questionamentos

sobre o assunto, com o intuito de revisar os principais conceitos. A linguagem é acessível e de

fácil compreensão. O autor ainda preocupa-se (mesmo que de uma maneira não explícita) em

relacionar a Química com a Física, Biologia e a Matemática. E para complementar utilizamos

os materiais didáticos disponibilizados pelo Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD),

que apresentam conteúdos ligados à dosimetria, unidades de medidas, fatores de conversão

que são utilizadas em diferentes áreas da radiologia. Para assuntos ligados à física médica e

medicina nuclear utilizou-se das informações cedidas pelo Instituto de Pesquisas Energéticas

e Nucleares (IPEN). A legislação aplicada à prática nuclear disponibilizada pela Comissão

Nacional de Energia Nuclear (CNEM). E dados como são realizadas as proteções

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radiológicas, disponibilizadas pela Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos de

Inspeção (ABENDE).

Procedimentos Metodológicos

Com o objetivo de constatarmos qual era o conhecimento dos educandos sobre a FMC

e a aplicação deste conhecimento por parte dos professores, realizamos questionários,

conforme mostra a Figura 1, voltados a alunos e professores das disciplinas de Física,

Química e Biologia, do EM. Participaram da aplicação desses questionários 60 alunos da rede

pública de ensino. Por motivos éticos, a identidade dos alunos, professores e a instituição de

ensino ficaram ocultos.

Com base no referencial teórico e com os dados obtidos nos questionários elaboramos

uma proposta interdisciplinar de ensino de FMC para o EM com ênfase na aplicação dos

diferentes tipos de radiação na medicina. A proposta foi dividida em três módulos: 1)

Conhecendo o raio-X; 2) A Radioterapia e 3) Radiação: benefícios e efeitos. Cada módulo

contém: objetivos, tópicos que podem ser trabalhados, metodologia, avaliação, carga horária e

referências bibliográficas.

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Figura 1- Questionários aplicados Fonte: os autores

Análise dos dados e resultados dos questionários aplicados

Referente aos questionários aplicados aos professores, as respostas obtidas foram bem

satisfatórias no quesito de perguntas gerais, uma vez que quem leciona as disciplinas são

professores licenciados e capacitados para as áreas de atuação. Quanto à carga horária, os

docentes afirmam que o número de aulas é insuficiente para cumprir o programa pedagógico.

Em relação aos pontos específicos de cada conteúdo o professor de Química e o professor de

Biologia afirmam ter utilizado alguns tópicos relacionados ao tema, mas sem muita ênfase.

Ao fazer a análise dos questionários, podemos observar que os alunos tem dificuldade

em se expressar e na maioria das perguntas onde eram solicitadas, e as respostas mais comuns

foram: “sim”, “não” ou não respondiam. A maioria das respostas revela a relação da Física

com fórmulas, cálculo e matemática, o que nos leva a refletir ainda mais sobre a maneira de

Questionário - Aluno

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como a Física está sendo ensinada nas escolas, um conceito mal estabelecido de que a Física é

uma “segunda matemática”.

Avaliando as respostas dos alunos perante o questionamento realizado, destacamos:

Referente à pergunta 1 quando os alunos são questionados se gostam ou não gostam da

disciplina de Física, obtivemos resultado equilibrado: 29 alunos (48%) responderam que

gostam e 31 alunos (52%) responderam que não gostam.

Levamos em consideração a explicação dos alunos a respeito de gostarem ou não de

Física (questão 2) e dividimos as respostas em duas categorias: pontos positivos e pontos

negativos. cada categoria se subdividiu em outras e, desta maneira, uma mesma resposta

poderia pertencer a mais de uma categoria, dispostas como segue:

Na categoria dos pontos positivos temos as seguintes subcategorias: Aprendizado

(ciência) – nessa subcategoria foram alocadas as respostas onde o educando relata que gosta

do conteúdo devido ao aprendendizado ser significativo (fazer ou dar sentido) e o gosto pela

ciência, 15% das respostas se enquadraram nesta subcategoria. Física relacionada à

Matemática – o aluno gosta de Física devido aos cálculos ou relacionar a disciplina com a

matemática, números e etc, 19% das respostas se enquadraram nesta subcategoria.

Facilidade/Interesse – as respostas cujos alunos relatavam que gostavam da Física por ser

uma matéria interessante ou por terem facilidade com a matéria, foram contabilizadas nessa

subcategoria que também aderiu aos alunos que gostam da matéria, mas não justificaram suas

respostas, 35% das respostas se enquadraram nesta subcategoria. Relação com o dia-a-dia – a

esta subcategoria conferiram-se as respostas onde os alunos relatam que gostam da Física por

conseguirem fazer ligação com o dia-a-dia, o que na opinião dos mesmos a torna mais

compreensível, 31% das respostas se enquadraram nesta subcategoria.

Na categoria dos pontos negativos temos as seguintes subcategorias: Professor

(didática) – A esta subcategoria couberam as respostas onde os educandos reclamam que não

gostam ou não compreendem a disciplina de Física devido à didática do professor dentro da

sala ou da maneira como o professor conduz suas aulas, 25% das respostas se enquadram

nesta subcategoria. Física relacionada à Matemática – Nessa subcategoria colocamos as

respostas dos alunos que não compreendem e não gostam da Física devido à sua comparação

com a matemática, ou seja, a física matematizada com muitos cálculos, equações, números e

etc. Nessa subcategoria também colocamos as respostas em que os alunos gostam da Física,

porém não gostam do jeito matematizado apresentado, 17% das respostas se enquadram nesta

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subcategoria. Uma nova metodologia – aqui reunimos uma das mais interessantes

subcategorias: todas as respostas dos alunos que pedem por uma nova metodologia, um novo

jeito de ensinar além de conteúdos diferentes. O interessante aqui é que o interesse dos alunos

vai de encontro à nossa proposta, aqui vemos como é necessária uma nova metodologia de

ensino, 46% das respostas se enquadram nesta subcategoria. Dificuldade/ Falta de Interesse –

nesta subcategoria foram introduzidas às respostas onde os educandos relatam que não gostam

da matéria de Física ou não tem interesse, aqui também se encaixam as respostas em que os

alunos não gostam, mas não justificaram, 12% das respostas se enquadram nesta subcategoria.

Tais percentuais estão dispostos na figura 2 para uma melhor compreensão da distribuição

dessas respostas.

Figura 2 - Categorias Fonte: Os autores

Referente à questão 3, analisamos quantos alunos já sabiam ou já tinham ouvido falar

sobre a FMC e o resultado foi bastante crítico: 68% dos alunos não sabiam ou nunca tinham

ouvido falar sobre a FMC, 28% dos alunos não souberam ou não quiseram opinar e somente

4% dos alunos tinham algum conhecimento sobre o assunto. Em seguida (questão 4)

questionamos aos educandos se eles tinham curiosidade ou vontade de aprender FMC, 54%

dos alunos desejam aprender sobre, 27% dos alunos não têm interesse e 19% dos alunos não

souberam ou não opinaram.

O resultado dos alunos que responderam as questões (5, 6 e 7) relacionadas a alguns

cientistas envolvendo várias áreas da Física, inclusive FMC e seus temas relacionados, ficou

disposto na figura 3. O objetivo foi identificar se os estudantes conseguem relacionar cada

cientista com seu tema pesquisado. De acordo com a figura, observamos que a maioria dos

alunos não conseguiu relacionar os cientistas e os respectivos temas.

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Figura 3 – Temas/Cientistas Fonte: Os autores

Observando um ponto mais específico da FMC ligada à medicina (questões 8, 9 e 10),

obtivemos seguintes resultados: 97% dos alunos já haviam realizados exames de raio-x, 28%

já haviam realizado ou conheciam alguém que já havia passado por um processo de

radioterapia e somente 3% alunos sabiam que ambos os procedimentos médicos são

provenientes da FMC, sendo assim, comprova-se, que apesar de muitos estudantes já terem

realizado exames médicos envolvendo raio-X e radioterapia, poucos sabiam que esses

processos fazem parte da FMC. Reforçando assim a necessidade de um ensino de uma

maneira diferenciada.

A estruturação da proposta de ensino

A nossa proposta de ensino de FMC com ênfase em aplicações dos diferentes tipos de

radiação na medicina tem como base a interdisciplinaridade entre as disciplinas de Física,

Química e Biologia, priorizando o diálogo e a interação e a correlação entre educadores e

educandos.

A proposta foi dividida em três módulos, onde cada módulo contém os objetivos geral

e específico, o conteúdo, a metodologia e a avaliação.

Propomos que o trabalho seja desenvolvido no terceiro ano do EM, pois se espera que

nesse período, os educandos já tenham conhecimento sobre as conteúdos de mecânica,

termodinâmica, eletricidade, magnetismo e eletromagnetismo. Buscamos enfatizar que a

função de uma instituição de ensino é formar cidadãos éticos, conscientes, responsáveis e

justos, e não somente prepará-los para exames classificatórios e seletivos a fim de

progredirem a um nível superior de formação.

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Sugerimos que a proposta de ensino seja trabalhada paralelamente aos conteúdos já

previstos pelas disciplinas nas instituições A distribuição conforme a carga horária indica um

total de 46 horas-aulas.

Quadro 1 Fonte: os autores

Em cada módulo, uma problemática é apresentada para iniciar o nosso trabalho, com

conteúdos que poderão ser trabalhados na matéria de Física, Química e Biologia. Os livros,

artigos, apostilas e vídeos que utilizamos são apresentados como referência. O exemplo da

figura 4 onde podemos observar como será a interação entre os professores, pertence à

problemática do terceiro módulo:

Situação problema: “um indivíduo ao realizar um exame médico de rotina, constatou

que estava com câncer”.

O professor sugerido para iniciar o módulo de aprendizagem é o de Biologia que

deverá questionar e explicar como e o quê ocorre com a reprodução de uma célula

cancerígena (número 1, figura 4). Na sequência, o professor de Física explicará quais os tipos

de tratamentos radioterápicos podem ser utilizados em pacientes com diagnóstico de câncer

(braquioterapia – tratamento externo ou interno, onde a fonte está próxima, em contato ou

implantada no tecido a ser tratado, ou teleterapia – terapia de alta energia e nêutrons, quando a

fonte de radiação está a muitos centímetros da região a ser tratada;) (número 2), finalizando

com o professor de Química que mostrará qual elemento radioativo pode ser utilizado para a

realização dos processos radioterápicos (número 3).

Voltamos para o professor de Biologia explicando quais são os efeitos colaterais

durante e depois do tratamento (número 4), o professor de Física explicando sobre a área a

receber a radiação bem como a dosagem (número 5), e concluímos com o professor de

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Química explicando o porquê de determinados elementos serem utilizados nesse processo e

como são encontrados (número 6).

Figura 4 - Esquema da metodologia utilizada na proposta.

Fonte : http://www.google.com.brimghp?hl=pt-BR&tab=ii. Palavra-chave: “professores”

Considerações Finais

Durante a elaboração deste trabalho, constatamos que o ensino de uma forma geral

encontra-se em uma situação muito debilitada e fragmentada. Os educandos raramente

conseguem fazer associações entre o cotidiano e as disciplinas e muito menos realizar a

conexão existente entre as diferentes áreas.

Propor o ensino de uma maneira interdisciplinar visa amenizar esse tipo de situação.

Cremos que a maneira como os conteúdos são abordados (em disciplinas) que ocorre

atualmente limita e muitas vezes coloca finalidade no potencial de aprendizado do educando.

Deixa-se de explorar as iniciativas de pesquisa e criatividade de cada aluno.

No caso da Física, temos a possibilidade de explorar o máximo de assuntos

relacionados à tecnologia e ao dia-a-dia, mas notamos que a maioria dos educandos, apesar de

receber muitas informações através de diversos meios, mal conseguem interpretá-las.

Buscamos com esta proposta, demonstrar que os alunos pedem por novas

metodologias e que é possível atender a este pedido.

REFERENCIAS

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BUSHONG, Stewart Carlyle. Radiológico: Ciência para Tecnológos. 9ª edição. São Paulo: Elsevier, 2010.

FAZENDA, Ivanir. Didática e Interdisciplinaridade. 13ª edição. São Paulo: Papirus, 2008.

FELTRE, Ricardo. Química: Físico-Química volume 2. 6ª edição. São Paulo: Moderna, 2004.

GOOGLE IMAGENS/ PROFESSORES, Disponível http://www.google.com.brimghp?hl=pt-BR&tab=ii. Palavra-chave: “professores” Acesso em 20 de maio de 2013.

MINAYO, Maria Cecília de Souza. Interdisciplinaridade: funcionalidade ou utopia? Rio de Janeiro: Instituto Nacional de Saúde Pública (FIOCRUZ), 1994

OLIVEIRA, Fabio Ferreira de. O ensino de Física Moderna com enfoque: uma proposta metodológica para o Ensino Médio usando Tópico de Raios X. Rio de Janeiro: Dissertação de mestrado apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Educação (PPGE), Faculdade de Educação da Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2006.

OLIVEIRA, Fábio Ferreira; VIANNA, Deise e GERBASSI, Reuber Scofano. Física Moderna no Ensino Médio, o que dizem os professores. Revista Brasileira do Ensino de Física, 2007.

OSTERMANN, Fernanda. Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa “Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio”.Porto Alegre: Instituto de Física Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2000

SCAFF, Luiz A. M. Bases Físicas da Radiologia. 1ª edição. São Paulo: 1979.

SOUZA, Wellington Batista de. Física das Radiações: Uma proposta para o Ensino Médio. São Paulo: Universidade de São Paulo, Laboratório de pesquisa em ensino de Física, 2008

THIESEN, Juares da Silva. A interdisciplinaridade como movimento articulador no processo de ensino e aprendizagem. Universidade do Estado de Santa Catarina, Centro de Educação. Santa Catarina, 2008.

VILELA, Elaine Morelato e MENDES, Iranilde José Messias. A interdisciplinaridade e saúde: estudo bibliográfico. USP:Artigo de revisão, São Paulo, 2003.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS DE INSPEÇÃO. Disponível em: http://www.abende.org.br/index.php?w=1366&h=768 Acesso em 31 de março de 2012.

COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Disponível em: http://www.cnen.gov.br/. Acesso em 31 de março de 2012.

15890

INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES. Disponível em: https://www.ipen.br/sitio/. Acesso em 31 de março de 2012.

INSTITUTO DE RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA. Disponível em: http://www.ird.gov.br/. Acesso em 31 de março de 2012.

MINISTERIO DA EDUCAÇÃO (MEC) Disponível em: http://portal.mec.gov.br/index.php, parâmetros nacionais curriculares disponível em: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/book_volume_02_internet.pdf. Acesso em 24 de maio de 2012.

SECRETARIA DA EDUCAÇÃO DO ESTADO DO PARANÁ. Disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=1; Diretrizes Curriculares da Educação Básica no Estado do Paraná, disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/diretrizes/dce_fis.pdf. Acesso em 02 de agosto de 2012.