integracao de biologia, fisica e quimica no ensino medio
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Palestra apresentada na I Semana Acadêmica da Licenciatura Interdisciplinarem Ciências Naturais da UTFPR, 13.11.2015
Carlos Alberto dos [email protected]
Instituto de FísicaUFRGS
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Palestra apresentada na I Semana Acadêmica da Licenciatura Interdisciplinarem Ciências Naturais da UTFPR, 13.11.2015
http://pt.slideshare.net/casifufrgs/integracao-de-
biologia-fisica-e-quimica-no-ensino-medio
Disponível no Slideshare
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Isso é necessário?
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Preparação para o futuro
Preparação para o presente
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Será tudo isso um falso dilema?
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Quem sabe como será o futuro
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Albert Abraham Michelson
1880
A partir de agora, a física será a ciência da quinta
casa decimal Ou seja, tudo o que restaria a fazer seriam medidas mais precisas do que já era conhecido
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Mas, entre 1887 e 1897
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Descobertas (1887-1897):Efeito fotoelétricoRaios-XRadioatividadeElétron
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Tudo isso deu origem à física moderna e à tecnologia do século 20, algo inimaginável para Michelson e seus contemporâneos
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Alternativa filosófica: Aprender a aprender
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Alternativa realista: preparar para o
presente . . .
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Dos 10 trabalhos mais citados, entre 2005 e 2015, com o termo biology, 6 utilizam conceitos ou técnicas da física, matemática e informática
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Mas, a quantidade de matemática e física em
nossos currículos de biologia . . .
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Portanto, já não formamos biólogos para
a realidade atual
Há mais de uma década . . .
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2004
http://www.rpgroup.caltech.edu/courses/aph161/Handouts/ares04.pdf
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Nos dias atuais . . .
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http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/do-laboratorio-para-a-fabrica/biologia-sistemica-a-ciencia-do-seculo-21
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2014
http://pubs.acs.org/doi/ipdf/10.1021/ar5001023
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Journal of College Science Teaching — July/August 2014
McMinnville, Oregon
http://digital.nsta.org/article/A_Novel_Interdisciplinary_Science_Experience_for_Undergraduates_Across_Introductory_Biology,_Chemistry,_and_Physics_Courses/1730522/212734/article.html
2014
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2013
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1304/1304.0683.pdf
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2013
http://arxiv.org/pdf/1308.3517v2.pdf
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2013
http://sites.uci.edu/bsemdpedagogyposts/files/2013/11/pp2.pdf
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O que diz o MEC?O desenvolvimento dos conteúdos deve ser
realizado, numa perspectiva de interdisciplinaridade e contextualização.
A interdisciplinaridade não tem a pretensão de criar novas disciplinas ou saberes, mas de utilizar os conhecimentos de várias disciplinas para resolver um problema concreto ou compreender um determinado fenômeno sob diferentes pontos de vista.
Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC, 2006. (Orientações curriculares para o ensino médio, 2)
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O que diz o MEC?Tratar os conteúdos de ensino de modo
contextualizado, aproveitando sempre as relações entre conteúdos e contexto para dar significado ao aprendido, estimular o protagonismo do aluno e estimulá-lo a ter autonomia intelectual.
A interdisciplinaridade supõe um eixo integrador, que pode ser o objeto de conhecimento, um projeto de investigação, um plano de intervenção.
Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC, 2006. (Orientações curriculares para o ensino médio, 2)
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A rigor, essas recomendações têm sido ignoradas nos currículos de formação de professores e nos currículos do ensino médio.
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E agora, com a BNCC
https://www.facebook.com/download/176818249321240/Portaria%20-%20especialistas%20BNC.pdf
Comissão de especialistas
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Para implementar a BNCC . . .
http://basenacionalcomum.mec.gov.br/#/site/inicio
Será necessário
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Modificar currículos das licenciaturas
Qualificar professores em
serviço
Preparar material instrucional para
sala de aula
Preparar material de apoio para professores
Note bem
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Não faltam bons livros didáticos de física para
o ensino médioNão tenho autoridade para falar da qualidade dos livros de biologia e química.
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Livros de Biologia e Química selecionados
aleatoriamente
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Então, falta o quê? Veremos
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BNCC: trechos do documento
http://basenacionalcomum.mec.gov.br/#/site/inicio
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BNCC: trechos do documento
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BNCC: trechos do documento
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BNCC: trechos do documento
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BNCC: trechos do documento
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Energia e Matéria: conceitos-chave para a interdisciplinaridade no ensino das ciências da
natureza
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O que consta na BNCC sobre Energia & Matéria
no ensino médio?
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Biologia
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Física
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Química
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Outros problemas com a BNCC
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A BNCC dificulta a interdisciplinaridade
Transformação de matéria e energia e manutenção dos sistemas vivos, no 2º. Ano de Biologia e não no 1º, onde tema correlato é discutido na Física e na Química.
Parte dessa unidade do 1º. Ano de Física, Energia em sistemas e processos naturais e tecnológicos, é repetida nessa unidade do 1º. Ano de Química: Materiais, propriedades e usos: estudando materiais no dia-a-dia. Deveria ter uma única apresentação, digamos na Física, e depois na Química seriam discutidas suas aplicações específicas.
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A BNCC dificulta a interdisciplinaridade
O tema Matéria e radiação em sistemas e processos naturais e tecnológicos, do 3º. Ano de Física, é muito importante na Biologia (efeitos biológicos das radiações ionizantes), mas as aplicações à biologia não são tratadas na Física nem na Biologia.
O tema correlato, Modelos atômicos e moleculares e suas relações com evidências empíricas e propriedades dos materiais, é tratado no 2º. Ano de Química. Deveriam ser tratados em momentos sequenciais, preferencialmente na Física.
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Alternativa conservadora
Reorganizar a BNCC sem alterar o conteúdo
propostoPor exemplo . . .
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1º Ano: Energia
Constam aqui apenas os conteúdos que serão reorganizados.
Essa proposta implica na modificação do 2o Ano de
Biologia
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1º Ano: Energia
Constam aqui apenas os conteúdos que serão reorganizados.
CNFI1MOA016 (FÍSICA)Identificar as fontes de energia na Terra e o caráter irreversível de suas transformações, bem como a utilização dessas fontes e suas consequências ambientais, climáticas e sociais, posicionando-se em relação à necessidade de soluções adequadas para a sustentabilidade do planeta Terra.
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1º Ano: EnergiaUnidade a ser criada, a partir das existentes (BIOLOGIA / QUÍMICA)Constituintes químicos da célula e derivação da energia. Conversão de energia em forma biologicamente ativa. Utilização do conteúdo enérgico das ligações fosfato em processos dependentes de energia. Reações químicas no contexto da célula. Metabolismo celular. Sínteses de compostos celulares: fotossíntese, síntese de proteínas. Reações catabólicas: respiração celular aeróbica e anaeróbica.
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2º Ano: O átomo
Essa proposta implica na modificação do 2o Ano de Química e do 3o Ano de
Física
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2º Ano: O átomoEstrutura eletrônica (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA / QUÍMICA) O modelo atômico de Rutherford-Bohr, destacando o
contexto histórico e as evidências da existência do elétron, do núcleo atômico e dos níveis de energia.
Relações entre o modelo de Rutherford-Bohr e a tabela periódica moderna.
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2º Ano: O átomoEstrutura nuclear (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA) Desenvolver modelagem do núcleo atômico em seus
componentes básicos (prótons e nêutrons), apresentando a força nuclear forte como responsável por sua coesão, e processos de decaimento envolvendo a força nuclear fraca.
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2º Ano: O átomoEstrutura nuclear (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA) Identificar a radiação alfa e a radiação beta, em sua
natureza corpuscular, em sua origem em processos nucleares e em suas aplicações energéticas, industriais e médicas.
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2º Ano: O átomoEstrutura nuclear (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA) Reconhecer a natureza dual da radiação e da
matéria, caracterizando-as tanto como onda quanto como partícula, e associar corretamente a interação com a natureza corpuscular e a propagação com a natureza ondulatória.
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2º Ano: O átomoTransferir o componente CNFI3MOA001, do 3o Ano de Física, para o componente 3F - Eletromagnetismo em sistemas e processos naturais e tecnológicos, programado para o 2o Ano de Física.
CNFI3MOA001Identificar os diferentes tipos de radiações presentes na vida cotidiana, associando suas características físicas como frequência, energia e comprimento de onda às diferentes fontes e usos.
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3º Ano: Ciência Contemporânea
Apresentar o cenário contemporâneo da Biologia, Física e Química, sobretudo o uso de conceitos da Física nos avanços da pesquisa contemporânea em Neurociência e outros ramos da Biologia.
Discutir qualitativamente o uso da Termodinâmica na explicação de fenômenos biológicos.
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Um livro paradidático de apoio ao professor do
ensino médio
Proposta interdisciplinar
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O livro pode ser adquirido na página da editora, https://www.livrariadafisica.com.br, ou nas seguintes livrarias: Cultura Saraiva
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