IV COLÓQUIO INTERNACIONAL DE POLÍTICAS E PRÁTICAS CURRICULARES
“DIFERENÇA NAS POLÍTICAS DE CURRÍCULO”
TECNOLOGIAS NO CURSO DE FORMAÇÃO DE
PROFESSORES DE FÍSICA: UMA REFLEXÃO A
PARTIR DAS CONCEPÇÕES DOS
LICENCIANDOS
Cláudio Rejane da Silva Dantas
Filomena Maria Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
JOÃO PESSOA - PB - BRASIL
10 A 13 DE NOVEMBRO DE 2009
Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
TECNOLOGIAS NO CURSO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES DE
FÍSICA: UMA REFLEXÃO A PARTIR DAS CONCEPÇÕES DOS
LICENCIANDOS
Cláudio Rejane da Silva Dantas1
Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita 2
RESUMO: O presente estudo tem como objetivo mostrar a necessidade de levar a
discussão sobre a temática das novas tecnologias, especificamente o uso do computador,
nas práticas curriculares nos cursos de formação de professores de Ciências. O estudo
consistiu da análise e reflexão das concepções de alunos licenciandos do Curso de
Física da Universidade Regional do Cariri, no Sul do Ceará, após uma experiência de
ensino sobre eletrostática na disciplina de eletromagnetismo, utilizando como recurso a
simulação. Nessa investigação, buscamos respostas para as seguintes questões sobre o
uso das novas tecnologias no ensino: Quando usar a tecnologia em sala de aula? Como
utilizar esses novos recursos? Nesta perspectiva focamos como recurso didático o
computador, através do uso de simuladores, como uma ferramenta que venha enriquecer
o processo de ensino-aprendizagem dos futuros professores no ensino básico, pois são
os principais agentes e multiplicadores que podem contribuir para minimizar os índices
de exclusão digital dos estudantes. Os licenciandos apontaram a abordagem das novas
tecnologias (o computador) como essenciais na formação inicial do professor,
destacando também a importância de selecionar software de qualidade para serem
inseridos no ensino de Física. Portanto, acreditamos que despertando os futuros
professores de ciências para este novo contexto, estaremos de certa forma, contribuindo
para a o acesso dos jovens ao mundo das tecnologias, auxiliando em suas tomadas de
decisões.
PALAVRAS-CHAVE: Formação inicial – Física – Novas Tecnologias.
1
Mestrando em Ensino de Ciências e Matemática pela Universidade Estadual da Paraíba - UEPB.
Professor de Física da Secretaria Estadual de Educação do Estado do Ceará – SEDUC. Professor
substituto do Departamento de Física da Universidade Regional do Cariri – URCA. E-mail:
[email protected]
2
Professora do quadro permanente do programa de pós-graduação Mestrado Profissional Ensino de
Ciências e Matemática da Universidade Estadual da Paraíba – UEPB. E-mail:
[email protected]
Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
1. INTRODUÇÃO
As novas tecnologias estão presentes em várias atividades cotidianas das
pessoas, com o uso de aparelhos modernos de comunicação, como celulares, as
transmissões digitais, as redes interligas em tempo real, por meio da internet, e sua
imersão nos espaços escolares, apoiando as ações didáticas, mesmo diante de incertezas
sobre sua aplicação. Nesse sentido, “por ser relativamente nova, a relação entre a
tecnologia e a escola ainda é bastante confusa”, razão por que surgem perguntas como;
“Quando usar a tecnologia em sala de aula? Como utilizar esses novos recursos?”
(POLATO, 2009,p.51)
Todas essas mudanças provocam alterações no modo de se adquirir a
informação, o que exige dos indivíduos estratégias de seleção dos saberes que são
necessários, pois Pereira e Moita (2007, p.84) enfatizam que o mundo está globalizado e
interconectado por redes digitais, possibilitando que esse novo modelo comunicacional
e informacional interligue tudo e todos, num espaço de tempo cada vez menor e em
ritmos de velocidade crescente. Mesmo diante de todos esses avanços, destacamos que
ainda é remota a utilização dos aparatos tecnológicos no ambiente escolar pelos
professores, em particular, os da área de Ciências, pois acreditamos que são eles os
maiores responsáveis pela inserção dos educandos no mundo das novas tecnologias, tão
presentes em suas vidas.
Pesquisas apontam que é ínfima a utilização de tecnologias da informação e
comunicação nas práticas cotidianas dos professores, como por exemplo, a rede de
computadores, tratando do uso de softwares educacionais como instrumentos que
auxiliem as práxis docentes, devido ao fato de os professores ainda temerem usar esse
recurso.
Um dos questionamentos que são feitos constantemente por professores é de
que essa abordagem não é discutida no meio acadêmico, sobretudo nos cursos de
formação de professores de Ciências, ainda marcada por um sistema de ensino
conservador, caracterizado por métodos de ensino desvinculados da realidade e
dissociados dos meios modernos. Terrazan (2003, p.67) concorda que os alunos de
Licenciatura deverão ser estimulados e solicitados a vivenciar aspectos práticos de sua
futura profissão, desde os primeiros anos de seu curso de formação.
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
Neste trabalho, pretendemos analisar as concepções de oito estudantes
licenciandos do Curso de Física, para o uso de simuladores (software educativo) no
estudo das cargas e dos campos eletrostáticos, os quais cursam a disciplina
Eletromagnetismo I, do Curso de Física, da Universidade Regional do Cariri, localizada
no sul do estado do Ceará.
Nossa pretensão é a de desenvolver o conteúdo de eletrostática de forma
convencional, ou seja, através de aulas expositivas, seguindo um livro texto. Esse
método é caracterizado pelo processo de transmissão de conceitos e leis, o qual está
fortemente presente no processo de resolução de exercícios como um meio de aplicação
das teorias discutidas e de testes escritos. Em seguida, depois das discussões das aulas
sobre o conteúdo já citado, em outro momento, levamos os licenciandos para o
laboratório de informática para estudar o conteúdo trabalhado, através de dois
simuladores – um, que se referia ao movimento de um elétron em um campo elétrico e
magnético (experiência de Thonson), e outro que trata dos conceitos de campo elétrico,
incluindo o estudo da carga de prova, as linhas de força e as interações entre as
partículas. No final, aplicamos um questionário aberto, com o intuito de verificar as
reflexões dos licenciandos sobre esse momento de ensino e aprendizagem com
simuladores, tais como a descrição dessa experiência com simuladores, as dificuldades
encontradas, as possibilidades de utilizar esse recurso, quando futuros professores de
Física no ensino básico, ou mesmo no ensino superior.
Discutindo o uso de tecnologias com estudantes do Curso de Licenciatura
em Física, em seu momento de formação inicial, estaremos provocando debates sobre as
possibilidades de uso das novas tecnologias como ferramenta que venha enriquecer o
processo de ensino-aprendizagem de ciências dos professores do ensino básico, pois
estes são os principais agentes que podem contribuir para minimizar os índices de
exclusão digital dos estudantes ao mundo das novas tecnologias. Pereira e Moita (2007,
p.85) afirmam que, para a inclusão digital ser efetivada, são necessárias novas
tecnologias da informação, à qual antecede uma educação de qualidade, por meio da
qual os alunos sejam preparados para este novo contexto.
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
2. DISCUTINDO O USO DO COMPUTADOR COMO UMA FERRAMENTA
POTENCIAL NA PRÁTICA DE ENSINO DE FÍSICA
A abordagem sobre as novas tecnologias da informação e comunicação,
especificamente o uso do computador, deveria estar mais presentes dentro das
discussões no ambiente de formação inicial de docentes de Física. Neste contexto
poderia despertar nos licenciandos o interesse a pesquisa sobre o uso do computador no
ensino de física, seria relevante para o levantamento de questões a respeito se realmente
esse instrumento poderia fazer parte dos debates na pauta curricular. Também
apontamos o computador como um instrumento que resultou do desenvolvimento do
conhecimento científico, mas que ainda chega vagarosamente dentro das escolas que
poderia auxiliar a ação didática dos professores, os PCN+(2006, p.46) considera que:
“a tecnologia merece atenção especial, pois aparece como parte
integrante da área das Ciências da Natureza. Nos livros didáticos os
conteúdos disciplinares selecionados e trabalhados pouco têm haver
com a tecnologia atual, ficando essa, na maioria das vezes, como
simples ilustração. Deve-se tratar a tecnologia como uma atividade
humana em seu aspectos prático e social, com vista a soluções de
problemas concretos.”
Mas constatamos que ainda é remota a articulação dos conteúdos com a
tecnologia em virtude talvez desse não tratamento nos cursos de formação inicial.
Vianna (2006, p.137) nos chama atenção de que quem está em sala de aula hoje não
pode fechar os olhos para o uso informática. A educação se modifica, e temos que nos
valer daquilo que a sociedade nos fornece: um arsenal de novas tecnologias. Oliveira
(2003, p.86) fortalece esse pensamento quando afirma que “os currículos e programas
de ensino não enfatizam o tratamento da tecnologia como um conteúdo didático” e que
salienta que mesmo sendo o discurso sobre a tecnologia uma utilidade duvidosa, seria
preciso identificar nas matemáticas, nas ciências naturais, os elementos de tecnologia e
descreve-los como conteúdos vivos, como objetivos da educação (OLIVEIRA,2002,
p.87).
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
Apontamos diferentes formas de utilização do computador no ensino de
Ciências, tais como, a aquisição de dados, a modelização e simulação, multimídia,
realidade virtual e o uso da internet. Em nosso estudo, daremos ênfase ao uso de
simuladores, que é relevante para o ensino de Física, porquanto, sabendo que as leis da
Física são expressas por equações diferenciais, é possível se construir um modelo e
simular de imediato um dado problema físico, como por exemplo, a queda de um grave,
o movimento orbital (FIOLAHAIS E TRINDADE, 2003, p. 263).
Como a luneta astronômica, o microscópio ou os raios X, a interface
digital alarga o campo do visível. Ela permite ver modelos abstratos
de fenômenos físicos ou outros, visualizar dados numéricos que, sem
isso, permaneceriam soterrados em toneladas de listagens. A imagem
digital também é complemento indispensável da simulação, e
sabemos o papel que esta última tem hoje na pesquisa científica.
(LEVY, 1993, p.106)
Compreendemos a importância dos simuladores para o ensino de Ciências,
quando Levy (1993, p.124) defende que a simulação, considerada como uma
imaginação auxiliada por computador, é uma ferramenta de ajuda ao raciocínio muito
mais potente que a velha lógica formal que se baseava no alfabeto.
Não estamos defendendo que os futuros professores substituam sua forma de
transmitir o conteúdo - geralmente através do método expositivo - pelo uso de
simuladores, mas estamos de acordo com a idéia de que as simulações não devem
substituir por completo a realidade que representam, pois elas são bastante úteis para
abordar experiências difíceis ou impossíveis de realizar na prática por serem caras,
muitos perigosas, demasiado lentas, demasiado rápidas (FIOLAHAIS E TRINDADE,
2003, p.264).
É importante relatar que diante desta temática apontamos um grande desafio
para os professore de física nesta era da informação, possuindo um novo meio de
informação como o computador conectado a internet. Neste contexto seu saber se
amplia, podendo usufruir de curso on-line, bibliotecas e laboratórios virtuais, softwares
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
educacionais, exercícios de auto correção, animações e simulações, mas que vale alertar
sendo meros auxiliares do processo educacional (CARVALHO, 2006, p.140).
3. O PERCURSO: UM OLHAR A PARTIR DAS CONCEPÇÕES DOS
LICENCIANDOS
Para investigar as concepções dos alunos licenciandos em Física sobre a
utilização de simuladores para o estudo da eletrostática, apresentamos, inicialmente,
através de aulas expositivas, o conteúdo, que foi dividido em três capítulos, em que
abordamos: o estudo das cargas elétricas e suas interações; o campo elétrico e a lei de
Gauss, seguindo a forma convencional de ensino, cuja característica é a discussão das
leis e das teorias, seguindo um livro texto de nível superior e a resolução de exercícios,
utilizando, como recursos, lápis e papel. Os conceitos, ou melhor, a organização
sequencial do conteúdo sobre essa parte da eletrostática é descrita no livro seguindo um
direcionamento linear, de baixo para cima, a saber: 1) Estudo da carga elétrica, 2) Força
elétrica, 3) Campo elétrico, 4) Fluxo elétrico e 5) A lei de Gauss (HALLIDAY;
RESNICK, 1973) e (SERWAY; JEWETT, 2004).
A sequência mostrada não está de acordo com as teorias de David Ausubel
que, segundo Moreira (2001, p. 59), defende a posição de que as idéias, os fenômenos e
os conceitos mais gerais e inclusivos devem ser apresentados no início do processo
educacional para que sirvam de ancoragem conceitual para a aprendizagem
subsequente. Nesse contexto, Moreira (2001, p. 29) também refere, ainda, que o
princípio de diferenciação progressiva deve ser levado em conta ao se programar o
conteúdo. Isso significa dizer que as idéias mais gerais e mais inclusivas da disciplina
devem ser apresentadas, em termos de detalhe e especificidade.
“Á medida que o sujeito vai dominando, progressivamente, situações
de um campo conceitual e vai adquirindo novos conhecimentos,
novos significados, ele vai também, progressivamente diferenciando
seus subsunçores. Mas enquanto diferencia subsunçores e constrói
subsunçores, também diferencia sua estrutura cognitiva.” (MASINI;
MOREIRA, 2008, p.35)
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
Na apresentação do simulador da experiência de Thomson, percebemos que
é mostrada uma partícula sendo inserida em um campo elétrico e magnético e submetida
à ação de força eletromagnética, enquanto o simulador sobre o estudo de campo elétrico
reuniu conceitos de campo elétrico, linhas de forças e forças eletrostáticas (ver figuras
01 e 02).
Percebemos que, nesses simuladores, não existe uma separação dos
conceitos, mas uma interação entre eles, servindo, nesse caso, como instrumento de
construção de subsunçores e promovedor de diferenciação progressiva e reconciliação
integradora.
Antes do estudo dos capítulos e de conduzir os alunos ao laboratório de
informática, construímos um mapa conceitual (ver figura 03), que foi apresentado na
sala de aula, procurando refletir a organização conceitual do conteúdo em estudo.
Partindo do conceito mais geral, que é o de campo elétrico, para os mais específicos,
como carga elétrica, força elétrica, linhas de força, fluxo elétrico e lei de Gauss. Essa
sequência está de acordo com a sequência ausubelinana e oposta à apresentada no livro
de apoio, que dá ênfase aos conceitos, partindo do particular para o geral.
Com o intuito de investigar as concepções dos estudantes do Curso de Física
sobre a experiência com a utilização dos simuladores, aplicamos um questionário
(quatro questões abertas), depois da aula no laboratório, que consistiu de um tempo de
três aulas de 50 minutos. A seguir, explicitamos os escritos deles, enfatizando que, dos
oito alunos, apenas seis estavam na aula. Na primeira questão, solicitamos aos alunos
que descrevessem sua experiência com o uso de simuladores para o estudo da
eletrostática; na segunda, indagamos se o simulador ajudou na aprendizagem desse
conteúdo. As respostas foram as seguintes:
É uma experiência fabulosa, visto que demonstra de forma magnífica
a influência de todas as propriedades eletromagnéticas de forma
simples e divertida. (C.H)
Levando em consideração que este tópico é de difícil visualização
quando estudado, o simulador ajuda bastante no aprendizado, pois
podemos criar situações diferentes com as simulações. (J.S)
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
O simulador ajuda a entender os conceitos de campo, carga de prova
e força, pois a partir de um jogo a física começa a ser interpretada de
maneira a ser melhor entendida por parte da eletrostática. (C.F)
Sim, pois, com a simulação da carga fonte repelindo ou atraindo a
carga que estava negativa (carga de prova), podemos entender
algumas afirmações literárias a respeito da eletrostática. (C.F)
Nessa análise, verificamos que os estudantes do Curso de Física receberam
com entusiasmo o uso de simuladores, pois o defenderam como um instrumento que
pode tornar visíveis os fenômenos abstratos que são apresentados nos livros didáticos,
alargando a possibilidade de observá-los.
Percebemos, então, o grau de satisfação dos estudantes para o uso dos
simuladores, analisamos as reflexões feitas sobre o estudo de todos os conceitos, e as
relações entre eles, que englobam o simulador. Assim, com a simulação sobre o estudo
do campo elétrico, verifica-se a relevância desse momento para ratificar as discussões
conceituais que foram exploradas na sala de aula. Nesse contexto, constatamos, na fala
dos estudantes de Física, que o simulador poderá permitir o processo de diferenciação
progressiva, em que eles veem uma maior relação entre os conceitos. Por essa razão, é
preciso compreender que, no simulador mostrado, deve partir de um conceito mais
geral, como o de “campo elétrico,” para o de carga, força elétrica e linhas de força.
Em outra questão, solicitamos que eles descrevessem as dificuldades que
encontraram (se existiram) para manusear o simulador para as aprendizagens de
conceitos introdutórios sobre eletrostática. Vejamos as respostas:
Só no começo, pois nunca tinha visto antes, porém o programa que
foi utilizado é muito simples. (D.A)
No início sim, mas foi ficando claro com as repetições, e com as
orientações do professor que sempre inova nas aulas. (C.M)
A respeito das dificuldades, o simulador ajuda a entender, mas não
basta só o simulador. Deve também existir alguém no qual explique,
relatando os conceitos, dando como exemplo o simulador. (C.F)
Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
Destacamos que, no decorrer do estudo, os licenciandos participaram
constantemente da busca do conhecimento. No início, eles sentiram a necessidade do
apoio do professor, o que confirma que esta análise está de acordo com a idéia de que,
quanto mais ativamente uma pessoa participar da aquisição de um conhecimento, mais
ela irá integrar e reter aquilo que aprender, tornando a busca do conhecimento um
desafio, constituindo de uma pedagogia ativa.
Com o objetivo de provocá-los sobre sua ação didática no processo de ensino
e aprendizagem para a abordagem das novas tecnologias, fizemos esta pergunta: Como
professor de Física do ensino básico ou superior, você usaria esse recurso tecnológico
para auxiliar em sua prática de ensino? Se sim, como fariam? Se não, argumente as
razões. Vejamos o que disseram alguns deles:
Sim, pois alguns movimentos em cinemática são bastante complexos,
como também alguns tipos de ondas e outros fenômenos que só são
vistos em laboratório modernos. Com o uso de simuladores podemos
visualizar esses fenômenos. (D.A)
Claro que sim, eu vou usar nas próximas aulas no ensino médio com
os projetores (data show), para que os alunos visualizem os
fenômenos estudados. Com isso procuro estimular nos alunos a
curiosidade para o ensino da física. (C.M)
Sim, tentaria pelo menos levar os alunos uma vez por semana ao
laboratório para usar o simulador. (J.A)
Mas é claro que sim, pois como já falei, a visualização é muito
importante no que se refere à aprendizagem. (J.S)
Como vemos, todas as respostas conduzem a um recurso que poderá ser útil
para auxiliar suas práticas de ensino. Em suas reflexões, os entrevistados expressam que
o simulador seria relevante para o estudo de fenômenos mais complexos no ensino de
Física, como por exemplo, em experiências que seriam impossíveis de ser realizadas em
um laboratório didático de Física experimental. O aluno C.M, que é graduado em
Matemática já leciona há muitos anos na rede privada de ensino, confessa que achou a
Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
simulação um recurso potencial para ser empregado nas aulas de Física do ensino básico
e que despenderia um esforço para essa abordagem fazer parte de suas aulas, como
forma de estimular os estudantes a compreenderem os fenômenos físicos, para tornar o
conhecimento mais significativo.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A experiência deste estudo foi significativa, pois verificamos, a partir de um
embasamento teórico e da coleta empírica, a importância de se inserirem as novas
tecnologias da informação e comunicação no ensino de Física, despertando os futuros
professores licenciando em sua formação inicial para este contexto.
Entendemos que o computador deve estar presente no cotidiano escolar, em
se tratando da especificidade da aplicação de simuladores no ensino dos fenômenos
físicos, em nosso caso, o estudo dos conceitos introdutórios sobre eletrostática no
ensino superior, podendo ser úteis em outros conteúdos. Verificamos, através de uma
intervenção pedagógica, as concepções de estudantes de licenciatura em Física sobre as
vantagens e as desvantagens dos simuladores para complementarem o estudo de
conceitos teóricos e apontar suas reflexões para a utilização desse recurso em suas
atividades de ensino, quando futuros professores.
Ficamos surpresos com o grau de interesse dos licenciandos para o trabalho
com simuladores. Eles os apontaram como essenciais para a preparação adequada do
professor e destacaram a importância de selecionar software de qualidade para serem
inseridos no ensino de Física.
Portanto, devido ao quadro alarmante, no que tange à exclusão digital dos
alunos neste mundo cada vez mais complexo, e defendendo que a ciência é para todos e
não apenas para especialistas, acreditamos que, despertando os futuros professores de
ciências para este novo contexto, estaremos, de certa forma, contribuindo para permitir
o acesso dos jovens ao mundo das tecnologias no tratamento da disciplina de física no
nível básico, auxiliando em suas tomadas de decisões.
Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
5. BIBLIOGRAFIA
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Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
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Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
705
Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
6. FIGURAS
Fig. 01: Simulador Phet da universidade do colorado para o estudo do campo elétrico,
incluindo
interações
entre
as
cargas
e
as
linhas
de
força.
Fonte:
http://phet.colorado.edu/simulations/index.php?cat=Featured_Sims.
Fig.02: Simulador da experiência de Thomson. Fonte: Figura disponível site
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/thomson/Thomson.html.
Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
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Tecnologias no Curso de Formação de Professores de Física: uma reflexão a partir das concepções dos
licenciandos
Figura03: Mapa conceitual do estudo sobre o campo elétrico (construído pelos autores).
Cláudio Rejane da Silva Dantas & Filomena Mª. Gonçalves da Silva Cordeiro Moita
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IV COLÓQUIO INTERNACIONAL DE POLÍTICAS E PRÁTICAS CURRICULARES
“DIFERENÇA NAS POLÍTICAS DE CURRÍCULO”
A COMUNIDADE DISCIPLINAR DE ENSINO DE
BIOLOGIA E A PRODUÇÃO DE POLÍTICAS
CURRICULARES PARA O ENSINO MÉDIO
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
JOÃO PESSOA - PB - BRASIL
10 A 13 DE NOVEMBRO DE 2009
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
A COMUNIDADE DISCIPLINAR DE ENSINO DE BIOLOGIA E A
PRODUÇÃO DE POLÍTICAS CURRICULARES PARA O ENSINO MÉDIO1
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo – PROPEd/UERJ2
RESUMO: Neste trabalho investigamos a atuação da comunidade disciplinar de Ensino
de Biologia no processo de produção do documento da referida disciplina nas
Orientações Curriculares Nacionais do Ensino Médio. Além da proposta curricular,
recorremos a entrevistas semi-estruturadas realizadas com dois pesquisadores, membros
da comunidade disciplinar em questão, que participaram do processo de elaboração das
OCNEM. A análise das entrevistas e do documento curricular permitiu explorar os
discursos da comunidade disciplinar de ensino de Biologia com relação a propostas
curriculares implementadas anteriormente, como também compreender o processo de
produção de um documento que integra as políticas para o ensino médio. Para tanto, nos
baseamos em estudos de Stephen Ball sobre as políticas curriculares e em estudos de
Ivor Goodson sobre comunidade disciplinar. Defendemos que, essa proposta curricular,
mas especificamente o documento da disciplina Biologia, apesar de seguir as mesmas
orientações que as demais políticas em vigência para o Ensino Médio, se caracteriza
pelas críticas a propostas implementadas anteriormente, propondo-se a preencher as
lacunas presentes.
PALAVRAS-CHAVE: políticas curriculares, ensino de Biologia, Ensino Médio.
INTRODUÇÃO
Este trabalho integra uma pesquisa de Mestrado e apresenta considerações
parciais sobre a investigação do processo de produção de políticas curriculares pela
comunidade disciplinar de ensino de Biologia. O entendimento desse processo é
importante, pois permite a compreensão de discursos que circulam no âmbito da
comunidade disciplinar em questão. Compreendemos a comunidade disciplinar de
ensino de Biologia como um dos atores sociais participantes das disputas por certas
demandas nas políticas curriculares. Assim, os sentidos produzidos por essa
comunidade fazem parte da luta política pelas demandas curriculares.
1
Este trabalho é parte integrante do projeto “Articulação nas Políticas de Currículo: o caso das Ciências
no Ensino Médio”, financiado pelo CNPq e pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro, coordenado
por Alice Casimiro Lopes e faz parte das atividades do Grupo de Pesquisa Currículo: sujeitos,
conhecimento e cultura (www.curriculo-uerj.pro.br).
2
Bolsista de Mestrado CNPq
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
711
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
Nesse contexto, consideramos que as políticas de currículo são produzidas em
um ciclo contínuo em múltiplos contextos (Ball, 1994), portanto não são impostas pelo
governo. Entendemos as políticas não como mecanismos top-down, ou seja, elaboradas
de cima (pelos órgãos governamentais) e lançadas para baixo (nas escolas), mas sim
como frutos de múltiplos discursos que perpassam os diversos contextos produtores das
políticas, sofrendo processos de releituras e, conseqüentemente, reinterpretações e,
assim, produzem novos sentidos para as políticas.
Apoiadas nessa concepção de políticas de currículo, utilizamos como material
empírico de nossa análise as Orientações Curriculares Nacionais para o Ensino Médio
(OCNEM), especificamente o documento de Biologia. Este documento foi escolhido
como material empírico deste trabalho por ser a mais recente proposta curricular voltada
ao nível médio de ensino. Além da proposta curricular, recorremos a entrevistas semiestruturadas3 realizadas com dois pesquisadores, membros da comunidade disciplinar
em questão, que participaram do processo de elaboração das OCNEM. A análise das
entrevistas e do documento curricular, que existem aproximações e distanciamentos
entre propostas curriculares elaboradas em períodos diferentes, sob a gestão de governos
distintos. Essas análises também nos permitiram explorar os discursos da comunidade
disciplinar de ensino de Biologia com relação a propostas curriculares, como também
compreender o processo de produção de um documento que integra as políticas para o
ensino médio.
Na apresentação desse artigo, iniciamos discutindo nossa concepção de
políticas de currículo e de comunidade disciplinar, em seguida apresentamos os
resultados de nossas análises e, por fim, nossas considerações finais.
A PRODUÇÃO DE POLÍTICAS CURRICULARES E A COMUNIDADE
DISCIPLINAR
De acordo com Ball (1994), o ciclo contínuo de políticas é composto por cinco
contextos, onde três destacam-se e são particularmente interessantes para a pesquisa que
desenvolvemos, por englobarem, especificamente, o processo de elaboração de uma
política: contexto de influências, contexto da produção de textos e contexto da prática.
O contexto de influência é caracterizado pelas disputas na construção de discursos
3
O nome dos entrevistados será mantido em sigilo para preservar suas identidades.
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
712
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
definidores dos princípios mais gerais da atividade educacional. Os atores nesse
contexto são instituições ou grupos sociais que extrapolam fronteiras nacionais,
objetivando o apoio dos sistemas educacionais locais às propostas que atendam seus
interesses. Podemos exemplificar como participantes desse contexto as agências
multilaterais financiadoras de projetos, como o Banco Mundial, o Fundo Monetário
Internacional (FMI), o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) e governos de
outros Estados-nação. Essas influências internacionais marcam as nações no mundo
globalizado. Esse contexto influencia as políticas curriculares para além de suas
fronteiras, tanto no sentido de realização de empréstimos financeiros, caso o país se
comprometa a seguir determinadas diretrizes políticas, quanto pela capacidade de
fornecer soluções entendidas como capazes de dar conta de problemas globais. Uma
política difundida com sucesso em determinado país é vista como modelo para outros,
aspecto que somado ao tipo de financiamento recebido pelo país colabora na
semelhança entre as políticas educacionais.
O contexto de produção de textos engloba ações locais de governos e partidos,
responsáveis por selecionar e promover interlocução entre técnicos do governo e
especialistas atuantes na produção dos documentos curriculares. Esses especialistas
fazem parte de comunidades epistêmicas 4 ou são lideranças de comunidades
disciplinares e são contactados com base em sua legitimidade nessas respectivas
comunidades. Esse contexto corresponde à definição dos textos das propostas
curriculares propriamente ditas. No caso do Brasil, podemos citar alguns documentos
curriculares que fazem parte da reforma do Ensino Médio, como: os Parâmetros
Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEm), as Orientações Educacionais
complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN + Ensino Médio) e as
Orientações Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (OCNEM), foco deste
trabalho.
Por último, o contexto da prática realiza as ações curriculares, recriando e
reinterpretando os textos curriculares oficiais e não-oficiais e, portanto, produzindo
sentidos que são apropriados pelos outros dois contextos em um processo contínuo de
circularidade de discursos.
4
Entendemos, com base em Antoniades (2003), como comunidades epistêmicas uma rede de
profissionais, formado por especialistas reconhecidos em suas áreas de atuação e com conhecimentos
políticos legitimados em um determinado domínio ou área.
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
713
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
De acordo com Ball & Bowe, os textos legais e normativos, nesse caso as
propostas curriculares, são vistos como definições de determinados grupos que têm
relação tanto com o contexto de influência quanto com o contexto da prática nas
escolas. O contexto da prática é caracterizado pela forma como as políticas são
recebidas nas instituições escolares. Ball e Bowe (1998) afirmam que os textos das
políticas são por um lado uma expressão do conjunto de intenções políticas, mas por
outro se constituem em um recurso micropolítico para que os professores, as Secretarias
e os pais reinterpretem e apliquem os sentidos presentes nos textos aos seus contextos
sociais particulares: “o processo de construção e reinterpretação é um processo social”.
Isso significa que os textos pelos quais as políticas buscam dar orientações e divulgar
seus princípios, não são textos fechados, mas sim passíveis de reinterpretações, a
medida que circulam por diversos contextos e são lidos por diferentes sujeitos.
Nessa perspectiva, trabalhamos com a concepção de currículo como uma
política cultural, na qual sistemas de representação como o mercado, a produção, o
consumo, a cultura comum e o currículo nacional são capazes de produzir efeitos
discursivos sobre a cultura e o currículo. Assim como Ball (1994), entendemos a
política curricular como discurso e como texto. Como texto, a política é fruto de
disputas, compromissos, interpretações e reinterpretações pelo controle dos sentidos e
significados das leituras a serem realizadas e como discurso, não se reduz à linguagem,
mas engloba a materialidade das instituições, práticas e produções econômicas e
lingüísticas inter-relacionadas.
Consideramos também que as políticas de currículo não são produções
verticalizadas, ou seja, não são simplesmente lançadas de “cima para baixo” pelos
governos nas escolas. O que é definido no poder central não é conseqüência direta do
que foi estabelecido no contexto de influência e o que acontece nas escolas não é a
simples implementação das definições oficiais. Nossa concepção de política, de acordo
com o modelo de ciclo de políticas já apresentado, considera que são múltiplos seus
produtores, assim como são múltiplos os sentidos e significados atribuídos a ela. A
produção da política se dá na circularidade de discursos que perpassam os diversos
contextos. Na medida em que textos e discursos passam de um contexto a outro,
ocorrem reinterpretações e ressignificações, capazes de produzir novos sentidos e
constituir as políticas. Concordando com Lopes (2004a), consideramos que as políticas
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
714
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
curriculares são resultados de processos que se dão em múltiplos espaços e por
diferentes sujeitos, atores sociais da educação. Assim, são produções que extrapolam as
instâncias governamentais. Com isso, não estamos desconsiderando o poder da atuação
do governo na produção de sentidos para as políticas, mas sim que as práticas e
propostas desenvolvidas nas escolas também são produtoras de sentidos para as
políticas curriculares.
Nesse sentido, assim como a prática incorpora sentidos das políticas, as
políticas incorporam sentidos das práticas, por meio de negociações e, dessa forma,
produzem discursos híbridos. Esta hibridação é fruto da negociação de sentidos nos
diferentes momentos da produção destes textos e discursos da política curricular, ou
seja, nos diferentes contextos pelos quais os textos circulam. Como ocorre em um
processo de negociação, concepções de currículo entram em conflito e acordos são
estabelecidos entre os diferentes segmentos sociais (Lopes, 2004b). Assim, as políticas
são frutos de acordos estabelecidos no âmbito de grupos sociais específicos que, nesse
caso, são as comunidades disciplinares.
Na pesquisa que desenvolvemos, argumentamos que uma das instâncias
fundamentais nessa reinterpretação dos sentidos das propostas curriculares é a disciplina
escolar, já que, no Ensino Médio, essas propostas são caracterizadas por uma forte
marca disciplinar. . Trabalhamos com uma concepção de disciplina que não a considera
apenas em sua dimensão epistemológica, mas sim como um processo social, que
envolve atores na disputa por recursos, status e território (Goodson, 1997). A disciplina
escolar não deve ser entendida como uma simplificação de conhecimentos das
disciplinas científicas e acadêmicas, mas como uma construção política e social em
constante mudança, organizada e mantida pelos atores sociais que empregam recursos
ideológicos e materiais no seu desenvolvimento (Lopes & Macedo, 2002).
Esses atores sociais, professores da Educação Básica e pesquisadores em ensino
de determinada área, constituem o que entendemos por comunidade disciplinar. As
comunidades disciplinares produzem e recontextualizam discursos curriculares,
legitimando ou não certos discursos que circulam no meio educacional. Cabe ressaltar
que esses atores sociais, constituintes das comunidades disciplinares, são importantes
sujeitos – especialistas e lideranças - na produção de documentos oficiais, visto sua
atuação no ensino e na pesquisa em sua área de estudo. Essas lideranças das
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
715
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
comunidades disciplinares trazem, para o contexto da produção de textos, discursos que
perpassam também o contexto da prática. Nessa perspectiva, não consideramos os
binarismos proposta e prática, currículo formal e currículo em ação, pois ação e
proposição estão relacionadas e fazem intercâmbios de sentidos e significados, em um
processo mútuo de produção.
Tais comunidades atuam também na divulgação da proposta curricular e na
mediação dos discursos das políticas públicas, sendo vozes ativas na disseminação dos
discursos, cumprindo a função de produção das políticas de currículo. Nosso interesse
em investigar uma comunidade disciplinar específica - de ensino de Biologia –
relaciona-se à sua atuação que, especialmente nos últimos anos, se destaca na produção
de sentidos e significados para as políticas curriculares. Lideranças dessa comunidade
são atuantes na elaboração de propostas curriculares oficiais. Podemos citar sua atuação
nos PCNem, nos PCN +, nas OCNEM, no programa de avaliação dos livros didáticos
(PNLD), assim como em avaliações e julgamentos de editais junto ao MEC. Todavia, a
importância atribuída a essa comunidade disciplinar não é garantia de homogeneidade
em seus discursos. Sua atuação é marcada por disputas e conflitos por interesses, mas
também por acordos entre demandas voltadas à defesa da qualidade do Ensino Médio e,
mas especificamente, do ensino de Biologia..
Neste trabalho, privilegiamos a já mencionada proposta das OCNEM, buscando
perceber, através da análise do documento e de entrevistas realizadas com alguns dos
colaboradores no processo de produção deste, sentidos que permeiam os discursos
presentes. Na próxima seção, o documento curricular, mais especificamente da área de
Biologia, é apresentado com mais detalhes, assim como a análise das entrevistas
realizadas.
INVESTIGANDO O PROCESSO DE PRODUÇÃO DO CURRÍCULO DA
DISCIPLINA BIOLOGIA PARA O ENSINO MÉDIO
As Orientações Curriculares Nacionais para o Ensino Médio, assim como os
PCNEm (proposta curricular divulgada em 2000 no governo do presidente Fernando
Henrique Cardoso), é um documento curricular elaborado no ano de 2006, no governo
do presidente Luís Inácio Lula da Silva. O processo de elaboração deste documento foi
composto por várias etapas, da qual fazem parte a produção de uma versão preliminar,
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
716
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
reuniões entre os elaboradores dos documentos das diversas áreas, cinco seminários
regionais realizados em diversas cidades do país e um Seminário Nacional, que
culminaram na publicação da versão final do documento.
A versão preliminar das OCNEM consistiu em um texto de apresentação,
seguido por uma reflexão sobre o Ensino Médio e textos elaborados por representantes
das diversas disciplinas, separados pelas respectivas áreas – Linguagens, Códigos e suas
Tecnologias, Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias e Ciências Humanas
e suas Tecnologias. Sua versão final se afirma como resultante de ampla discussão, da
qual participaram equipes técnicas do governo, representantes da comunidade
acadêmica, professores e alunos da rede pública. O objetivo afirmado por esta proposta
curricular é o de contribuir para aumentar o diálogo entre professor e escola sobre a
prática docente. (BRASIL, 2006)
Esse documento faz algumas críticas à reforma colocada em prática no Ensino
Médio do país, desde a implantação das Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino
Médio (DCNEM), passando pela proposição dos Parâmetros Curriculares Nacionais. Já
no texto de apresentação da sua versão preliminar, essa abordagem aparece:
No entanto, é necessário considerar que tal proposta [PCNEM]
não se concretizou com a sua implementação por não ter
conseguido, nas diferentes instâncias do Ensino Médio,
aprofundar análise consistente que permitisse esclarecer e
orientar as escolas, bem como, promover o estudo do documento
e discutir as possibilidades didático-pedagógicas, por ela
apresentadas, junto ao professor na execução da sua prática
docente. (BRASIL, 2004, p.6)
As OCNEM trazem ainda, como críticas mais recorrentes às DCNEM e aos
PCNEM o fato desses considerarem que todos os problemas educacionais podem ser
resolvidos com uma reforma curricular; o currículo ser tratado como um instrumento de
controle e estar submetido aos princípios de mercado; a ênfase dada às competências e
habilidades visando a obtenção de metas e resultados, aliada à escassez de referências
que auxiliem na orientação para aquisição dessas competências e habilidades (Brasil,
2004). Essas questões que são focos de críticas, principalmente com relação à ênfase
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
717
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
dada às competências e habilidades, são marcas presentes no texto do documento, assim
como na fala de um dos entrevistados:
[...] as Diretrizes Curriculares Nacionais do Ensino Médio, [...]
tem uma parte profundamente equivocada quando as diretrizes
falam que os conteúdos, são só pretextos para o
desenvolvimento de habilidades, que as habilidades é que são
importantes. Então essa desvalorização dos conteúdos, das
disciplinas, isso é um tom presente nas DCNs e que acabaram
também obtendo um título de repercursão nos PCNs. [...]
Os PCNs, eles de certa forma, eles trazem uma repercussão do
que as diretrizes diziam. Apesar de não serem diretamente um
conseqüência do outro, mas de certa maneira, os PCNs
ganharam um tom oficioso. [...] o meu principal problema com
os Parâmetros Curriculares, tem a ver com o alinhamento que
eles têm com as Diretrizes Curriculares Nacionais pro Ensino
Médio. [...] que fala, que os conteúdos, eles não são fins em si
mesmos, mas apenas meios, eles usam a expressão “constituir
competências cognitivas ou sociais”. E termina a frase dizendo
que essas competências são prioritárias sobre as informações,
sobre os conteúdos curriculares. [...] isso é que é importante e
pra isso os conteúdos são um mero instrumento, né? Eles em si
não são importantes. Com isso que, inclusive, o ENEM, que foi
criado na mesma época, tinha a intenção de ser um exame sem
conteúdo [...]. (E1, entrevista, 2009)
Com relação ao documento disciplinar de Biologia dessa proposta curricular, é
possível fazer algumas considerações. Sua versão preliminar apresenta brevemente um
histórico das Ciências Biológicas no Brasil, seguido de um panorama do desempenho
escolar no país e da trajetória dos PCNEm. Na seção referente aos PCNEm, é enfatizado
a aproximação desses com os princípios da Lei de Diretrizes e Bases da Educação
Nacional (LDBEN, Lei 9394/96) e das DCNEM. Especificamente relacionado a área de
Biologia, esse documento traz críticas aos Parâmetros, na medida em que questiona a
abordagem que essa proposta faz com relação aos conteúdos biológicos:
O aspecto mais questionável da parte referente aos
conhecimentos de Biologia se refere às aplicações tecnológicas.
Como dito, o ponto alto dos PCNEM, que encontra respaldo
inclusive na própria LDBEN, acena para a ampliação do que se
entende tradicionalmente por conteúdo a ser trabalhado no
Ensino Médio, para além dos conhecimentos conceituais
abstratos. As aplicações tecnológicas da Biologia, que
consubstanciariam a relação teoria-prática, foram reduzidas a
frases que conjugam dificuldade de expressar uma mensagem
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
718
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
com afirmações que não são nem mesmo reconhecidas pela
ciência. [...] O texto sobre Conhecimentos de Biologia nos
PCNEM tenta apresentar sugestões para uma abordagem que
relacione teoria e prática. [...] No entanto, o texto enveredou por
um caminho de frases feitas no qual os professores de Biologia
podem encontrar pouca ou nenhuma contribuição para zelar pela
aprendizagem de seus alunos. (BIZZO, 2004, p.166)
Embora seja possível perceber muitas críticas com relação ao documento de
Biologia dos PCNEm, o mesmo não acontece com relação ao documento das
Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais
(PCN+ Ensino Médio). O documento de Biologia das OCNEM se mostra bastante
satisfeito com relação à abordagem presente nos PCN+, enfatizando o diálogo que este
buscou traçar com os professores. Fica explícita a satisfação com o fato dos PCN+
constituírem-se em uma espécie de manual metodológico, no qual os professores podem
encontrar subsídios para organizar suas aulas. Assim, o documento de Biologia das
OCNEM, já em sua versão preliminar, mostra-se próximo da proposta presente nos
PCN+, ou seja, buscam, diferentemente dos PCNEm, direcionar a prática docente,
apresentando propostas aos professores de como abordar e trabalhar os principais temas
biológicos. Essas propostas são descritas na sessão Metodologia, onde é possível
encontrar estratégias para abordagem dos temas: experimentação, estudos do meio,
desenvolvimento de projetos, jogos, seminários, debates e simulação (BRASIL, 2006, p.
25-32). Essas estratégias já estão presentes no documento de Biologia dos PCN+ e são
apropriadas pelas OCNEM. A valorização dessa abordagem do “como fazer”
privilegiada nos PCN+ e reiterada nas OCNEM confere um tom mais propositivo a
essas propostas curriculares, pois por mais que elas não estabeleçam uma lista de
conteúdos que devem ser ensinados, deixam para o professor uma gama de estratégias
para trabalhar os eixos temas da Biologia em sala de aula.
No que tange ao processo de elaboração dessa versão preliminar das OCNEM, é
possível perceber algumas particularidades. Sob a perspectiva do próprio documento, a
necessidade de pensar em uma nova proposta curricular para o Ensino Médio, partiu de
demandas expressas em encontros e debates com as Secretarias Estaduais de Educação,
que reivindicavam retomar uma discussão dos PCNEm, buscando esclarecer
determinados pontos que se mostraram falhos, desenvolver e apontar alternativas
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
719
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
didático-pedagógicas que fossem capazes de atender às necessidades e expectativas dos
professores e das escolas. A partir dessas reflexões:
(...) constituiu-se um grupo de trabalho multidisciplinar com
professores que atuam em linhas de pesquisa voltadas para o
ensino, objetivando traçar um documento preliminar que
suscitasse o debate sobre conteúdos de ensino médio e
procedimentos
didático-pedagógicos,
contemplando
as
especificidades de cada disciplina do currículo. (BRASIL, 2006,
p.8)
Pela análise das entrevistas, é possível perceber que professores foram
contactados, sob a vigência de um prazo curto, para serem os autores dos documentos
de suas respectivas disciplinas e isso fez do documento um conjunto de textos
elaborados de forma independente. Esse foi um ponto que pesou contra as OCNEM,
segundo um dos entrevistados. Isso porque, segundo ele, os PCNEm foram elaborados
sob encomenda do Ministério da Educação, que selecionou as pessoas que participaram
da escrita do documento e forneceu todas as diretrizes para este processo, desde a
abordagem que o documento deveria ter, até o tom e direção que a escrita deveria
seguir. Já no caso das OCNEM, o processo foi bem diferente; entidades e sociedades de
destaque em cada área foram contactadas e indicaram um nome que seria responsável
por escrever o documento disciplinar. Esse caráter de consulta à sociedade deve-se à
busca, por parte do Ministério, que o documento não fosse encarado como algo que veio
“de cima para baixo”. No entanto, segundo um dos entrevistados, consultar as
sociedades e demais entidades científicas das diversas áreas, não garante que os
professores que atuam em sala de aula se reconheçam como co-autores do texto.
Podemos reforçar essa perspectiva se considerarmos que muitas dessas sociedades
científicas são compostas por pesquisadores que atuam em nível universitário e onde
professores da Educação Básica têm pouco espaço. Muitas vezes, é possível ver que
sentidos da prática são expressos nos documentos curriculares. No entanto, isso não é
garantia de que os professores que estão em sala de aula, ou seja, os representantes do
contexto da prática se vejam representados nessas propostas. No caso do processo para a
elaboração da versão final das OCNEM, foi enfatizada a participação dos professores da
educação básica através dos seminários regionais. Nesses seminários, os professores
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
720
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
tiveram acesso à versão preliminar do documento e puderam opinar. E suas opiniões
foram aceitas pelos elaboradores? Isso foi afirmado nas entrevistas?
Esses
documentos
disciplinares
constituíram-se
em
capítulos,
que
representavam a opinião de seus autores. Ao final, todos os documentos foram
agrupados e formaram a versão preliminar das Orientações Curriculares. Essa diferença
no processo de constituição de ambos os documentos teve repercussões na divulgação
deles, como bem representa a fala de um dos entrevistados:
Então você veja: um livro onde os capítulos pertencem a,
refletem a opinião de seus autores, é diferente de um documento
como aqueles dos PCN, que além de tudo teve CD, teve versão
não sei o quê, versão internet, versão isso, versão aquilo. Eles
inundaram o país com aquilo, né, enquanto que as orientações
curriculares foi uma tiragem que não sei exatamente de que
tamanho foi, mas que foi muito mais modesta, né? (E1,
entrevista, 2009)
A análise dos documentos somada a análise das entrevistas nos permitiu
identificar que as duas versões do documento de Biologia das OCNEM – a versão
preliminar e a versão final – foram dois processos distintos. A versão preliminar é um
documento assinado exclusivamente por uma pessoa e foi elaborado segundo
orientações mais propositivas, como, por exemplo, a necessidade de abordar as bases
legais da política curricular. Essa versão preliminar serviu como base para os encontros
regionais, do qual participaram, como dito anteriormente, desde técnicos do governo até
professores da educação básica. Nesses encontros, havia relatores que produziam uma
síntese das posições levantadas que, em seguida, foi levada a uma equipe que ficou
responsável por fazer uma composição desses relatórios. Desse processo, um novo
documento foi gerado e esse novo documento foi enviado a leitores críticos
(pesquisadores e professores atuantes na disciplina Biologia) que deveriam apenas dar
uma opinião crítica a respeito da parte de conteúdo presente no documento.
A versão final do documento de Biologia é marcada, em sua introdução, por
críticas às DCNEM – com relação ao distanciamento entre essa proposta e o ensino
praticado nas escolas - e aos PCNEm – enfatizando que, embora o documento de
Biologia dessa proposta traga orientações gerais sobre a prática didática, há uma
escassez de sugestões e propostas direcionadas ao professor a respeito do “como fazer”.
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
721
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
A seguir, o documento traz alguns desafios relacionados ao ensino de Biologia e fala da
necessidade de pautá-lo na alfabetização científica na busca por vencer esses desafios
contemporâneos. Ressalta ainda que os PCN+ serviram de base para sua elaboração e
que, o presente documento, a despeito de apresentar diversas orientações, não pretende
“ser um manual de procedimentos ou um protocolo de atividades”, mas sim uma forma
de dialogar com o professor de Biologia (BRASIL, 2006, p.19). Na seção de conteúdos
e metodologia, o documento de Biologia das OCNEM estrutura-se com base nos PCN+,
tanto no que diz respeito aos temas estruturadores propostos nesse documento, quanto
nas estratégias que o professor dispõe para atuar como um mediador entre o conteúdo e
o aluno.
Geralmente, a prática é entendida como um espaço de implementação de
propostas curriculares ditas oficiais, que são vistas como produções do poder central
que, no caso do documento em questão neste trabalho, seria o governo Federal. Nessa
visão, as escolas seriam questionadas quanto ao fato de não seguirem as prescrições do
documento curricular, enquanto os professores e demais educadores acusam o governo
de produzir propostas que as escolas não são capazes de implantar, por diversos
motivos. Entretanto, não concordamos com essa visão. Em nosso entendimento, não
fazemos distinção entre proposta e prática, entre produção e implementação.
Questionamos a interpretação das políticas curriculares como produtoras de
homogeneidade.
Um outro ponto que merece destaque é a insatisfação com o panorama do ensino
médio no Brasil, expressa tanto no documento curricular quanto nas entrevistas. Essa
insatisfação tem relação com as proposições das diretrizes curriculares em vigência no
país, que não consideram as dificuldades que os professores têm em conseguir aplicar as
orientações que lhe são propostas, seja por que eles não dispõem de uma estrutura
(como por exemplo, carga horária para reunir professores de diferentes disciplinas
visando uma articulação em um projeto interdisciplinar), seja por que não tiveram uma
formação científica e pedagógica no seu curso de Licenciatura voltada a atuar sob certos
princípios, como interdisciplinaridade e contextualização:
Nós reclamamos dos PCN. Quando sai uma proposta inicial em
que você tira o foco da disciplina em si, do conteúdo em si e
passa o foco pra formação do indivíduo, sem entrar em nada, o
caos que se formou pros professores, que ficam totalmente
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
722
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
perdidos, né? Porque o que ele faz é reproduzir o que ele
aprendeu, na verdade, com pequenas modificações, e criar
coisas novas é difícil. (E2, entrevista, 2009)
[...] essa história de querer medir competências já passou do
tempo (...) que a gente precisava, a partir de uma nova base
legal, instituir diretrizes que fossem compreendidas pelos
professores, porque a única forma de resolver o problema da
educação no Brasil é com os professores do Brasil. Então se
você fala que eles têm que atender à estética da sensibilidade, à
política da igualdade, à ética da identidade e o professor te diz
“eu não entendo o que que é isso”, ora, isso é péssimo para a
educação dos meninos, né? Porque os professores não tão
entendendo o que tá escrito no documento. [...] Enfim, e nós
temos aí resultados catastróficos em relação ao Ensino Médio,
né. (E1, entrevista, 2009)
Na próxima seção, apresentamos as considerações finais obtidas através das
análises do documento e das entrevistas.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A análise realizada no escopo deste trabalho nos permite defender que apesar de
documentos voltados ao currículo do ensino Médio serem elaborados sob a ótica de uma
mesma política, ou seja, seguindo orientações e princípios semelhantes, como por
exemplo a questão da interdisciplinaridade e da contextualização, são marcados por
grandes diferenças. É possível perceber que o documento em foco neste trabalho – as
OCNEM - apresenta muitas críticas em relação ao documento elaborado anteriormente
para esse mesmo nível de ensino – os PCNEM. Essas críticas, possivelmente, são frutos
de tensões e embates existentes dentro da comunidade educacional, de forma geral, e da
comunidade disciplinar, no caso específico da Biologia.
Os PCNs assumiram um papel de destaque na reforma do governo FHC que,
junto às diretrizes curriculares, defenderam princípios gerais, como competências,
interdisciplinaridade, contextualização, dentre outros. No atual governo, buscou-se
conceber outra proposta curricular para a construção de novos sentidos para a política,
mas sem desconsiderar a existência dos parâmetros como uma proposta de referência. E
é por isso que percebemos continuidades de uma proposta a outra, mas que não se aplica
ao documento como um todo. Como supramencionado, há semelhanças, mas há grandes
diferenças, na medida em que outros princípios, como a valorização do caráter
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
723
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
metodológico, mas voltado à prática docente, ganham “espaço para produzir novos
sentidos para as políticas curriculares, valorizando o currículo como espaço da
pluralidade de saberes, de valores e de racionalidades” (LOPES, 2004a, p.116).
Nas entrevistas, muitas críticas foram feitas em relação aos documentos
anteriores, assim como em relação à própria política curricular em vigência para esse
nível de ensino. A insatisfação dos professores/pesquisadores em relação à organização
curricular proposta para o Ensino Médio é perceptível nas falas dos entrevistados. Um
ponto enfatizado é a necessidade de rever as próprias Diretrizes Curriculares para o
Ensino Médio, visto que esse é um documento legal na qual as propostas curriculares
buscam se embasar. Segundo Lopes (2004a), há uma continuidade das políticas entre o
governo anterior e o atual devido à, dentre outros fatores, falta de mudanças nas
diretrizes curriculares e ao fato dos parâmetros permanecerem sendo as referências
curriculares para muitas ações do Ministério da Educação. A autora levanta a hipótese
de que muito do que foi construído nas políticas curriculares do governo anterior não é
modificado porque o MEC se mantém influenciado, do ponto de vista curricular, pela
mesma comunidade epistêmica, mantendo muitas das concepções sobre educação do
governo anterior no atual governo.
Como já mencionado acima, isso se faz presente na fala dos entrevistados, que
afirmam que a situação do ensino médio do país não vai ser passível de melhorias
enquanto novas propostas curriculares continuarem sendo orientadas por políticas
antigas e que precisam ser revistas, do ponto de vista dos princípios que consideram
norteadores de um ensino médio de qualidade.
Apoiados nos estudos de Ball (1994, 1998, 2001), é possível compreender que
as políticas curriculares são processos de negociação complexos, nos quais estão
associados a produção dos dispositivos legais, dos documentos curriculares e a prática
dos professores. Os textos produzidos nesses contextos são tentativas de representação
das políticas, de projeção de sentidos. Entretanto, esses textos não são fechados nem
têm sentidos fixos e claros. Eles são passíveis de sofrer processos de reinterpretações e
ressignificações em sua circularidade pelos diversos contextos da esfera educacional.
No caso do ensino de Biologia, nossas análises nos permitem perceber que há processos
de tensão na produção desses textos, na medida em que há grupos favoráveis a
apresentar uma proposta curricular para o ensino dessa disciplina, do ponto de vista
Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
724
A Comunidade Disciplinar de Ensino de Biologia e a Produção de Políticas Curriculares para o Ensino Médio
mais propositivo, enquanto outros não defendem a necessidade de apresentar propostas
curriculares prescritivas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Flávia de Mattos Giovannini Busnardo
725
IV COLÓQUIO INTERNACIONAL DE POLÍTICAS E PRÁTICAS CURRICULARES
“DIFERENÇA NAS POLÍTICAS DE CURRÍCULO”
O ENSINO DA FÍSICA ASSOCIADO AOS
DISPOSITIVOS MÓVEIS
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
JOÃO PESSOA - PB - BRASIL
10 A 13 DE NOVEMBRO DE 2009
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
O ENSINO DA FÍSICA ASSOCIADO AOS DISPOSITIVOS MÓVEIS1
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque2
RESUMO: Nesta pesquisa procuramos aproximar a Física, apresentada dentro da sala
de aula, ao cotidiano do aluno. Para isto usamos os dispositivos móveis aliados aos
jogos para estudar as Leis da Termodinâmica. Foi usada a teoria de Ausubel como
referencial teórico e analisamos quais a implicações do jogo com o ensino e a
aprendizagem das Leis da Termodinâmica dentro e fora de sala de aula.
PALAVRAS-CHAVE: games,
aprendizagem significativa.
dispositivos
móveis,
leis
da
termodinâmica,
ABSTRACT
This research tried to bring the Physics presented within the classroom to the daily
student's life. For this we use mobile devices and games to study the Laws of
Thermodynamics. We used the theoretical reference from Ausubel to analyze what the
implications of this game with the teaching and learning of the Laws of
Thermodynamics inside and outside the classroom.
KEYWORDS: games, mobile devices, thermodynamics laws, significant learning.
1. Introdução
No nosso cotidiano e nas escolas de Ensino Médio é comum nos depararmos com
professores de Física enfrentando grandes dificuldades em construir o conhecimento
junto aos seus alunos de maneira contextualizada. Em minha prática, por exemplo,
acredito que o maior problema é que o aluno não vê relação entre os conteúdos
abordados e o cotidiano dele. Vemos que no mercado existem materiais didáticos, em
geral, distantes dessa realidade, que dão apenas pequenos exemplos, como os livros para
1
Este trabalho é parte de nossa dissertação de mestrado orientada pelo profa. Dra. Filomena Ma. G. da
Silva Cordeiro Moita – Mestrado Profissional em Ensino de Ciências e Matemática – UEPB.
2
[email protected];
Universidade Estadual da Paraíba, CCT, Campina Grande-PB.
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
729
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
ensino médio de volume único “Física fundamental - Novo” e “Física”, cujos autores
são respectivamente “Bonjorno & Clinton” e “Paraná”.
Mesmo diante dessas dificuldades, poucos professores de Física têm consciência
da necessidade de trazer exemplos e conteúdos relacionados ao dia-a-dia do aluno para
dentro da sala de aula e, ao que parece, um número ainda menor pensa em modificar
esse quadro.
Em nosso dia a dia, observamos que são cobradas a nós, educadores, a
responsabilidade em formar cidadãos com uma visão geral da realidade, onde o que se
aprende em sala de aula é aplicado em situações reais do seu dia-a-dia.
Na prática vemos que isso não acontece, pois o modelo atual de ensino segue, na
maioria da vezes, em algumas escolas, ainda o modelo tradicional de aulas, onde o
aluno recebe passivamente o conteúdo e não interage com esse novo conhecimento,
nem muito menos vê aplicação em seu cotidiano.
Além do mais, existe também a falta de infra-estrutura de algumas escolas que ao
menos têm um laboratório de informática, realidade de muitas escolas da rede de ensino
brasileira sendo pública ou privada e que contempla a escola onde trabalhamos e
executamos esta pesquisa. Não dispõe de laboratório para experiências e nem de
informática, o que não nos impede de realizar quando necessário, alguma experiência de
Física para motivar o aluno a aprender e a apreender os conceitos da Física, pois aí
vemos que se aprende compreendendo. Sabemos também, que ainda existe a cultura da
nota e da promoção de ano desmotivando o aprendizado que logo leva ao esquecimento.
No estudo da Termodinâmica, por exemplo, o aluno confunde conceitos de calor,
temperatura, calor sensível, calor latente, isso porque geralmente faz-se confusão entre a
Física e a linguagem matemática que ela utiliza. Entretanto, alguns pesquisadores
acreditam que apenas após a compreensão dos conceitos é que se deveria recorrer à
Matemática para quantificação e dimensionamento dos fenômenos.
O professor em sala, muitas vezes, precisa explicar como ocorrem os fenômenos
naturais. Para isto, ele pode ter apoio de um laboratório real (material de baixo custo) ou
virtual (um sistema inteligente). O uso de animações permite ao professor simular
situações cotidianas, ou experimentos, impossíveis de serem reproduzidas no ambiente
de sala de aula. Elas servem como um modelo para auxiliar os alunos a visualizarem e
entenderem fenômenos físicos, pois estão interagindo com eles.
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
730
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
Inclusive alguns pesquisadores em Ensino de Física defendem o uso de animações
por computadores, quando afirmam que estas deveriam vir em CD-ROM nos livrostexto, o que atualmente vem sendo uma prática comum das editoras.
Os jogos por sua vez motivam e chamam a atenção do aluno para aprender. Pois
no jogo ele segue regras e é desafiado. A cada desafio os alunos têm possibilidade de
simular, vivenciar, acertar e errar, errar e acertar quantas vezes desejar até chegar ao
conhecimento desejado.
Essa aprendizagem resultante de vivência lúdica, ativa e crítica transforma-se na
construção de conhecimento. MOITA (2007) afirma que: “o jogo cria uma
predisposição para se aprender, pois cria situações de desafio, ao mesmo tempo em que
liberta, enquanto normatiza, organiza e integra. Posso então afirmar que o jogo,
enquanto atividade lúdica é educativo, pois além do interesse, oferece condições de
observação, associação, escolha, julgamento, emissão de impressões, classificação,
estabelecimento de relações, autonomia.”
Por tudo o que foi ressaltado em nossa pesquisa decidimos por algo que
venha unir aprendizagem significativa e ludicidade, pois acreditamos que a partir daí
surgirá interesse e disposição dos alunos em aprender. Para tanto, neste estudo, estamos
fundamentando teoricamente nosso pressuposto na teoria Ausubeliana.
2. Teorias da aprendizagem
Na intenção de sanar essas dificuldades, muitas pesquisas apontam metodologias
com base nas teorias da aprendizagem, para entender como se dá a aprendizagem do
aluno e qual a melhor forma dele aprender. As principais correntes teóricas são: a
comportamentalista, a humanista e a cognitivista.
Assim sendo, em nossa pesquisa demos ênfase ao construtivismo, pois
acreditamos que esta teoria desempenha um papel relevante nos dias atuais.
Dentro da corrente cognitivista, podemos destacar a teoria de Ausubel. Ela se
baseia no conhecimento prévio do aluno anterior à data em que ocorre o ensino. Sua
teoria é construtivista e é de grande importância o papel da interação professor-aluno,
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
731
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
pois a partir dos subsunçores que o aluno possui ele constrói novos subsunçores ou
modifica os velhos, construindo assim o conhecimento novo, incorporando-o a sua
estrutura cognitiva. A este processo dá-se o nome de aprendizagem significativa. A
aprendizagem é dinâmica, pois ela é uma interação entre aluno e professor.
Contudo, para conseguir a aprendizagem significativa é primordial que o aluno
tenha disposição para aprender e que o material de ensino seja potencialmente
significativo.
Nessa perspectiva este texto tem como objetivo inserir a computação móvel como
aliada no processo de aprendizagem. Uma vez que a cada dia os celulares têm se
tornado mais populares devido à praticidade e até mesmo o custo que tem diminuído.
Apresentamos a seguir trabalhos relacionados com nosso estudo.
3. O aprender a aprender Física - Trabalhos relacionados
Os alunos geralmente têm dificuldade em aprender Física, pois dizem não ver
relação desta ciência com seu cotidiano. E fazendo assim, eles colocam sem querer um
obstáculo na compreensão de tal matéria. Dando abertura para que surjam alguns mitos
tais como: as ciências naturais são feitas somente para os gênios ou loucos. No entanto,
cabe ao professor desmistificar tal fato.
Muitas pesquisas têm sido feitas para solucionar tal problema. ANDRADE e
MAIA (2008) afirmam: muitas vezes, a escola deixa a impressão de que todo o
conhecimento por ela transmitido não serve para ser aplicado no cotidiano, ou pertence
a uma realidade totalmente diferente a das pessoas que fazem parte da comunidade.
ESPÍNDOLA (2008) acredita que o professor de Física do Ensino médio deve
sugerir aos seus alunos atividades inovadoras que podem ser desenvolvidas tanto na
escola como em outros ambientes.
Em nossa pesquisa escolhemos o conteúdo de Termodinâmica, pois observamos
em nossa prática que os alunos têm um pouco de dificuldade de associá-la ao seu
cotidiano.
Sendo assim, as definições e conceitos deveriam ser trabalhados com muita
cautela. Mas isso implica em se dedicar mais tempo em sala de aula a esta área da
Física. Porém sabemos que isto não é possível, pois existem outros conteúdos a serem
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
732
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
estudados. Desta forma, o conteúdo é visto de forma corrida, ficando brechas na
aprendizagem.
GONÇALVES (2005) já disse: “Tipicamente o período dedicado à Física Térmica
no nível médio é de cerca de 16 horas-aula à 36 horas-aula [...] Para tratar assunto de
tamanha importância em tão exíguo prazo, é indispensável que a seleção dos tópicos a
serem abordados, bem como a sua profundidade, seja feita com muito cuidado, para
evitar, como é muito comum, que grande parte do tempo seja gasto em discutir escalas
termométricas e calorimetria, enquanto tópicos fundamentais, como energia interna, leis
da termodinâmica e aplicações, como motores, sejam ignorados.” Ele também acredita
que outra dificuldade enfrentada pelos estudantes na aprendizagem da Física Térmica é
que existem poucos experimentos realizáveis nos laboratórios ou demonstráveis.
FIOLHAIS e TRINDADE (2003) dizem que quando isso acontece faz-se
necessário o uso de simulações e animações para facilitar a interpretação de fenômenos
térmicos de difícil compreensão. Como também na abordagem de experiências difíceis
ou impossíveis de realizar na prática, por serem muito perigosas, lentas ou muito
rápidas.
Vemos assim que o uso das tecnologias é de grande importância nesses casos uma
vez que é preciso recorrer a um laboratório virtual, para facilitar a aprendizagem. Isto já
foi observado por alguns autores, inclusive PIRES (2005) em sua dissertação de
mestrado, cita algumas experiências com o uso de Tecnologias de Informação e
Comunicação no ensino de Física, como o Laboratório Didático Virtual que é uma
iniciativa da Escola do Futuro e do Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada do Instituto
de Física (CEPA), ambos da USP. Que tem como objetivo principal construir uma infraestrutura pedagógica e tecnológica que facilite o desenvolvimento de projetos de Física
nas escolas.
PIRES (2005) também cita o Laboratório Virtual que apresenta animações e jogos
interativos produzidos pelo Núcleo de Criação da Estação Ciência e tem como objetivo
divulgar a ciência de forma fácil e lúdica na Internet. Os trabalhos vão desde simples
animações não interativas, passando por animações interativas, simulações, até jogos.
Há também o Prof. Dr. Romero Tavares da Silva da UFPB que disponibiliza em sua
página vários materiais didáticos que são possíveis baixar pela internet.
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
733
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
Diante de todos estes exemplos observamos que nenhum deles envolve a
utilização de dispositivos móveis. Alguns autores como PAES e MOREIRA (2007)
defendem o uso destas tecnologias quando afirmam que: “A crescente necessidade de
formação ao longo da vida, associado à falta de tempo para as deslocações à ‘escola’
leva a uma procura de soluções alternativas. Assim, a evolução dos dispositivos móveis,
quer em termos de hardware, quer na maior quantidade e variedade de aplicações, e a
crescente utilização destes dispositivos, tornam-nos uma potencial ferramenta para
resolver o problema da formação, dado que se baseiam na filosofia anytime, anywhere.”
Com a enxurrada de informações a qual estamos sujeitos todos os dias e com a
tecnologia evoluindo a todo o momento, parece que o que nos resta e sermos
suficientemente inteligentes para usá-la em nosso benefício. Com o saber e as
tecnologias, estamos de acordo com Michel Serres "condenados a nos tornar inventivos,
inteligentes, transparentes". Para o filósofo francês resta-nos a inventividade e isso leva
a uma mudança na forma de ensinar e aprender o trabalho para as novas gerações é um
trabalho intelectual que tem que ser inteligente e não repetitivo como o foi até agora
(SERRES, 2007).
Ou seja, diante da correria que vivemos nos dias atuais, onde não há tempo a
perder, por que não desfrutar destes aparatos tecnológicos para aprender a qualquer hora
e em qualquer lugar?
4. A Física e os Dispositivos móveis
As tecnologias estão por toda parte, sejam elas “novas” ou “velhas”. A cada dia
que passa são desenvolvidos novos dispositivos para auxiliar a vida do homem e essa
interação proporciona possibilidades de conhecimento, pois dá acesso à troca de
informações com a máquina.
As novas tecnologias da comunicação e informação (NTIC), [...], conectam
diferentes espaços e permitem que as relações entre as informações sejam feitas
considerando diferentes possibilidades. Isto nos faz retornar ao homem, buscando
compreender melhor o seu desenvolvimento (seu complexo processo de aprendizagem,
a interação e comunicação humana), que o possibilita apropriar-se de novas realidades
reais e virtuais, transformando o seu meio. Relações antes não estabelecidas agora são
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
734
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
possíveis porque as pessoas interagem, tecendo uma complexa rede de possibilidades.
(VALENTINE 2001)
Sendo assim, não podemos ignorar o fato das tecnologias serem um recurso
interessante e que deve ser aproveitado na educação. Uma vez que seu acesso tem sido
comum em toda parte. Pois vemos que em cada esquina há lan house para quem não
tem computador em casa ou na escola, inclusive, escolas estaduais já dispõem de
laboratórios de informática. Então vemos que estamos numa realidade diferente de
alguns anos atrás, e dessa forma temos que nos atualizar, e modificar nossa prática de
ensino. Uma vez que já é constatado que tanto alunos como professores reagem
diferente quando é utilizado tais recursos:
LAWISNCKY (2008) já afirma em seu artigo que o avanço tecnológico
possibilitou uma nova realidade educacional: o ensino mediado por computador. Pois a
inserção do computador na educação provoca uma mudança de comportamento dos
participantes do processo ensino - aprendizagem. É notável que a quantidade de
informação disponível e acessível aos alunos e professores aumentou incrivelmente. Em
paralelo, surge a possibilidade de contato entre os participantes através da internet. Ao
mesmo tempo, o acesso ao material didático é quase instantâneo. A sala de aula perde
gradativamente suas fronteiras de tempo e espaço.
Pensando nisto, juntamos o incentivo que as tecnologias trazem e a motivação que
os alunos têm em jogar para tentar solucionar a dificuldade na aprendizagem dos
alunos. Para isso, desenvolvemos um game com as leis da termodinâmica. Escolhemos
esta parte da Física devido à dificuldade que os estudantes têm em entender
determinados conceitos e também devido à falta de tempo em dar este conteúdo, pois
devido ao grande número de assuntos que deve ser visto e à falta de tempo durante o
ano, muitos conceitos são vistos rapidamente.
Então pensamos em incluir neste processo algo que chamasse a atenção do aluno
dentro e fora da sala de aula. Pois sabemos que atualmente a diversão eletrônica já está
espalhada por vários lugares: lan houses, fliperama, inclusive inúmeras casas. Até que
são levados através de videogames portáteis, inclusive em dispositivos móveis como os
celulares.
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
735
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
Então por que não aproveitar a vontade e disposição que os jovens têm para jogos
(com celular) para incentivá-los à aprender Física, em particular, no nosso caso, as leis
da Termodinâmica?
Sendo assim, é com base nisto, que nossa pesquisa se desenvolveu. Pois devido à
mobilidade, à praticidade e à motivação que escolhemos criar um jogo como um objeto
de aprendizagem, voltado para o ensino de Física, especificamente à Termodinâmica.
5. Metodologia de trabalho
Para o desenvolvimento deste trabalho foram seguidas as seguintes etapas:
1ª etapa:
Foi feito um levantamento de dissertações e artigos que abordassem nosso tema
de estudo. E também das teorias da aprendizagem para fundamentação teórica.
2ª etapa:
Em seguida, foi realizada uma pesquisa sobre a influência dos dipositivos
móveis e jogos na educação.
3ª etapa:
Iniciamos a montagem do jogo. Para isso selecionamos no conteúdo de
Termodinâmica as suas 3 leis: Lei Zero, Primeira Lei e Segunda Lei. Montando assim
nosso objeto de aprendizagem.
Então o objeto de aprendizagem ficou dividido em três partes, definidas a seguir:
1ª Parte – Conceituação (Sobre)
Nesta parte é apresentado os conceitos básicos sobre a Lei Zero, 1ª Lei e 2ª Lei da
Termodinâmica, onde o aluno/jogador poderá ficar mais familiarizado com os
conceitos.
2ª Parte – Demonstração/Simulação (Ajuda)
Nesta parte é apresentado uma demonstração e/ou simulação dos conceitos discutidos
na primeira parte, esta simulação será uma animação (provavelmente interativa).
3ª Parte – Exercício (Game)
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
736
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
Esta é a parte mais importante da aplicação, pois é nesta onde será exigido do alunos os
conhecimentos adquiridos nas etapas anteriores, esta parte será apresentada em forma de
um jogo para dispositivo móvel (Celular/Smartphone), o qual será apresentado e
discutido com mais detalhes a seguir.
4ª etapa:
Levamos “Kelvin” (nosso game) para escola. A equipe que elabora o
jogo (alunos do curso de Lic. em Computação pela UEPB: Maurílio Silva e Rodrigo
Lins), a professora Filomena (orientadora desta pesquisa) e eu, visitamos o Instituto
Evangélico Hatikva, escola situada na cidade de João Pessoa, na Paraíba, para
apresentar o layout do jogo para os alunos.
O objetivo desta visita foi coletar sugestões ou até mesmo críticas. Como
nosso encontro foi num horário que não era o de aula, não tivemos a presença de todos.
Contamos com a participação voluntária de 58,3% da turma (7 alunos). Todos do sexo
masculino, com idades entre 15 e 18 anos.
Apresentamos os cenários do jogo, o enredo e os personagens. (Figuras 1 e 2)
Observamos que houve uma ótima aceitação, tendo em vista que um deles
afirmou que “jogar é diversão, então nos divertindo teremos interesse em aprender”.
Houve também sujestões do tipo: “acho que o personagem poderia ser mais sério”.
Registramos este primeiro encontro com fotos (ver foto 1) e a anotação
das opniões. Também trocamos e-mails, para que depois deste encontro, se eles
tivessem o desejo de falar mais alguma coisa, entraríamos em contato para uma
provável mudança no jogo.
Sendo assim, concluímos que os alunos ficaram muito ansiosos e
entusiasmados para ver o jogo pronto.
6. O jogo: A Aventura de Kelvin3
6.1 Gameplay: relação do game com a Termodinâmica
3
William Thomson mais tarde Lorde Kelvin, viveu no final do século XIX, foi um dos cientistas que
dedicou sua vida aos estudos da Física, superou os limites de um campo de trabalho até então muito
estrito e estendeu seu talento à invenção e à tecnologia. Sendo as propriedades do calor um dos seus
temas preferidos.
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
737
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
O principal objetivo do jogo é fazer com que o jogador consiga aplicar os
conceitos da Termodinâmica para solucionar os quebra-cabeças (desafios) propostos e
prosseguir no jogo. Para isso, o jogador vai precisar está por dentro das Leis da
Termodinâmica.
O personagem principal é um garoto, o Kelvin, que se vê preso em um universo
cheio de mistérios que precisam ser resolvidos.
O jogo será dividido em duas partes, sendo cada uma destas tratando de uma das
Leis da Termodinâmica, a Lei Zero e a 1ª Lei. O personagem deverá percorrer diversos
ambientes, resolvendo os problemas e enfrentando os desafios até concluir todas as
etapas do jogo.
No momento temos quatro cenas: a primeira onde Kelvin está no jardim do
castelo; a segunda ele está nos portões do castelo; e as outras duas ele está dentro do
castelo, pois é quando ele consegue salvar seu cachorro de nome Stuart.
6.2 Aspectos estéticos do jogo
6.2.1 Desafio e Esforço
Cada cena do jogo representa um desafio, devendo o jogador resolver-los para
poder seguir adiante.
6.2.2 Conhecimento e Aprendizagem
Cada conjunto de cenas traz um conceito/lei da Termodinâmica, assim, ao
concluir a cena, espera-se que o jogador tenha assimilado tal conceito/conhecimento.
6.3 Dinâmica do jogo
6.3.1 Início
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
738
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
Ao inicio do jogo, será apresentando o universo onde se passa o game, assim
como seu personagem e objetivos a serem alcançados.
6.3.2 Game Over
O game over ocorre quando o jogador utilizar todos os seus recursos (água, fogo
e gelo) e não conseguir resolver o problema/quebra-cabeças proposto.
6.3.3 Painel de Pontuação
O painel de pontuação será gerado pelas melhores pontuações do jogador,
baseado no tempo necessário para a conclusão de cada cena e itens utilizados.
Este painel seria o responsável por determinar o nível de aprendizado do aluno,
dando rankings baseado em notas, tais como: A, B, C etc.
6.3.4 Estrutura do Game
Ao todo o game será composto por dois conjuntos de cenas4, totalizando
(inicialmente) oito cenas. Ainda está em construção, pretendemos estar com ele todo
pronto em novembro de 2009.
6.3.5 Modo de Jogo: único jogador (Single Player)
O game flui dentro da linha de tempo composta por todas as cenas, na ordem em
que são apresentadas neste documento.
A cada cena que o jogador passa ele pode conferir seus pontos e possível
posição nos rankings do game.
Ao fim do game é apresentada uma tela parabenizando o jogador.
5. Conclusão
Nossa pesquisa ainda está em andamento (investigação conjunta com o grupo
TDAC), apresentaremos o produto final em novembro deste ano. Mas já pudemos
concluir que os jogos aliados ao ensino de Física despertam curiosidade e entusiasmo,
uma vez que o jogo, mas especificamente, o celular é proibido nas escolas.
4
Atualmente temos por enquanto 4 cenas, ou seja, um conjunto de cenas.
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
739
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
Portanto, acreditamos que games+dispositivos móveis, formam um importante
aliado no ensino de Física, uma vez que foge do tradicional e desperta a motivação em
aprender tal ciência.
Agradecimentos
Gostaríamos de agradecer ao grupo de pesquisa TDAC - Tecnologia Digital e
Aquisição do Conhecimento, pelas trocas de saberes, orientações, apoio e especialmente
pela programação com Maurílio da Silva e o game design com Hélio Meireles.
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O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
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2009].
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
741
O Ensino da Física Associado aos Dispositivos Móveis
ANEXOS
Kalina Lígia de Sousa Albuquerque
742
IV COLÓQUIO INTERNACIONAL DE POLÍTICAS E PRÁTICAS CURRICULARES
“DIFERENÇA NAS POLÍTICAS DE CURRÍCULO”
A UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE EDUCATIVO DE
SIMULAÇÃO E MODELAGEM COMPUTACIONAL
NO ENSINO DE CIÊNCIAS E OS PARÂMETROS
CURRICULARES NACIONAIS
Ruth Brito de Figueiredo Melo
JOÃO PESSOA - PB - BRASIL
10 A 13 DE NOVEMBRO DE 2009
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
A UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE EDUCATIVO DE SIMULAÇÃO E
MODELAGEM COMPUTACIONAL NO ENSINO DE CIÊNCIAS E OS
PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS
Ruth Brito de Figueiredo Melo1
RESUMO: Com o advento dos computadores, e conseqüentemente da evolução da
tecnologia, a sociedade tem vivido constantemente os impactos desses avanços
tecnológicos em seu cotidiano. Não podendo o ensino ficar alheio a essa realidade, de
acordo com os parâmetros curriculares Nacionais para o ensino de ciências naturais,
matemática e suas tecnologias, o professor tem papel de fundamental importância para
promover a disseminação das novas tecnologias da informação e comunicação. Dentro
desta perspectiva, como assim prevêem os PCN´S-EM (Parâmetros curriculares
Nacionais para o Ensino Médio), esse artigo tem o papel de discutirmos a importância
das TIC`S no Ensino de Ciências através da utilização do software educativo de
simulação e modelagem computacional, de forma a enriquecer e dinamizar o processo
de ensino-aprendizagem das ciências naturais em particular a Física, dentro de uma
abordagem da aprendizagem significativa de Ausubel.
PALAVRAS-CHAVE: Software Educativo de simulação e modelagem computacional,
Ensino de Ciências, Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCN´SEM).
1. Introdução
São conhecidas as dificuldades e os problemas que passam o sistema
educacional, na atualidade, principalmente o Ensino de ciências no Brasil. Diversos
grupos de estudiosos têm refletido sobre as causas e conseqüências destas dificuldades,
que tanto discentes quanto docentes tem enfrentado nesse processo de ensinoaprendizagem das ciências naturais.
1
Mestranda em Ensino de Ciências e Educação Matemática pela UEPB. Professora da rede Estadual de
Ensino da Paraíba.
Ruth Brito de Figueiredo Melo
746
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
Dentro deste contexto, Araújo & Abib (2003), cita que as dificuldades e os
problemas que afetam o sistema de ensino em geral e particularmente o ensino de Física
não são recentes e têm sido diagnosticados há muitos anos, o qual tem levado a um
grande número de pesquisas abordando as causas destes problemas.
As dificuldades que os alunos enfrentam diante das ciências naturais
particularmente da Física, em entender e assimilar os conteúdos e os fenômenos físicos
se deve muitas vezes ao fato da utilização de métodos de ensino desajustados, falta de
capacitação dos professores, descontextualização dos conteúdos ensinados à realidade
cotidiana dos alunos, bem como da má ou da não utilização dos recursos didáticos
disponíveis.
Araújo & Abib (2003) relatam o importante papel da utilização da
experimentação no Ensino de Física, sinalizando como uma das formas de minimizar as
deficiências detectadas no processo Ensino- aprendizagem desta ciência.
Mais como introduzirmos experimentação, bem como as novas tecnologias nas
escolas públicas, se muitas vezes, as mesmas não dispõem de laboratórios e nem mesmo
dos recursos tecnológicos necessários e disponíveis no mercado?
Para Pereira (2000), fora da escola, professores e alunos, estão permanentemente
em contato com tecnologias cada vez mais avançadas. Eles vivem e atuam nesta
realidade como cidadãos participativos, mas não conseguem introduzir estas
“novidades” dentro da escola, pois, necessitam cumprir conteúdos programáticos
exigidos.
Foi diante desta realidade de reconhecer o valor e a importância das tecnologias
de informação e comunicação (TIC`s), que o presente artigo trata de um trabalho de
pesquisa onde se investiga a utilização da simulação e da modelagem computacional
como ferramenta auxiliativa para o professor em sala de aula, de forma a minimizar as
dificuldades referentes ao ensino dessa ciência, sob uma perspectiva de aprendizagem
significativa de Ausubel (2003).
A população alvo desta pesquisa foi constituída de duas turmas do 3º ano do
ensino médio, de uma escola pública da rede estadual de ensino em Campina Grande,
PB. Feito um levantamento nas turmas supracitadas, observou-se a necessidade de
investigar de que forma o software de simulação e modelagem computacional pode vir a
contribuir no ensino de física.
Ruth Brito de Figueiredo Melo
747
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
Tendo em vista que o conteúdo de eletricidade no ensino médio é tido pelos
alunos como conteúdo de grande complexidade. O estudo irá focar o software Modellus
(software educativo de simulação e modelagem computacional), através dos conteúdos
de eletricidade em especifico a lei de ohm, observando a sua eficácia bem como a sua
possível contribuição na construção do conhecimento de física, para os alunos do 3º ano
do ensino médio, uma vez que os PCN´S (Parâmetros Curriculares Nacionais) prevêem
a inserção das novas tecnologias no ensino das ciências naturais.
2. As Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC`S) e os PCN´S -
Como são assim chamados, os Parâmetros curriculares nacionais (PCN´S) para o
Ensino Médio, de ciências da natureza, matemática e suas tecnologias, trazem uma
proposta no sentido de que seja produzido pelo o aluno um conhecimento efetivo, de
significado
próprio,
não
somente
propedêutico,
onde
seja
trabalhado
a
interdisciplinaridade bem como a contextualização.
De acordo com (FILHO ET AL, 1998) através dos PCN´S – EM, uma série de
competências humanas relacionadas a conhecimentos matemáticos e científicotecnológicos são desenvolvidas, para que haja uma visão do Ensino Médio de caráter
amplo, de forma que os aspectos e conteúdos tecnológicos associados ao aprendizado
científico e matemático sejam parte essencial da formação cidadã de sentido universal e
não somente de sentido profissionalizante.
Para (SCHUHMACHER ET AL, 2002), a evolução dos computadores nas
últimas décadas, trouxeram mudanças significativas em diversas áreas, mostrando a
imensa capacidade que os mesmos oferecem. Os computadores se encontram inseridos
no desenvolvimento da Física nos últimos anos, independentemente da sua natureza
teórica ou experimental, sendo claramente perceptível a sua imensa influência na
resolução de grandes problemas.
Este desenvolvimento tecnológico tem modificado profundamente o cotidiano
das pessoas, e a escola não pode ficar alheia a essa realidade, ela precisa se adaptar e
ensinar ao aluno como conviver com essas novas tecnologias (TIC`S) também dentro da
escola, para que ele possa atuar como cidadão participante dentro e fora do contexto
Ruth Brito de Figueiredo Melo
748
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
educacional, uma vez que os PCN´S-EM prevêem essa inserção das novas tecnologias
no âmbito educacional.
3. Os PCN´S- EM (Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio) e o Ensino de Física -
De acordo com os PCN´S -EM e citado por (FILHO ET AL, 1998), as
Competências e habilidades a serem desenvolvidas em Física pelos alunos no Ensino
Médio, estão divididas em quatro grandes grupos, as quais são elas:
Representação e comunicação -
 Compreender enunciados que envolvam códigos e símbolos físicos.
 Compreender manuais de instalação e utilização de aparelhos.
 Utilizar e compreender tabelas, gráficos e relações matemáticas gráficas para a
expressão do saber físico.
 Ser capaz de discriminar e traduzir as linguagens matemática e discursiva entre si.
 Expressar-se corretamente utilizando a linguagem física adequada e elementos de sua
representação simbólica.

Apresentar de forma clara e objetiva o conhecimento apreendido, através de tal
linguagem.

Conhecer fontes de informações e formas de obter informações relevantes, sabendo
interpretar notícias científicas.

Elaborar sínteses ou esquemas estruturados dos temas físicos trabalhados.
Investigação e compreensão

Desenvolver a capacidade de investigação física. Classificar, organizar, sistematizar.

Identificar regularidades. Observar, estimar ordens de grandeza, compreender o
conceito de medir, fazer hipóteses, testar.

Conhecer e utilizar conceitos físicos. Relacionar grandezas, quantificar, identificar
Parâmetros relevantes.

Compreender e utilizar leis e teorias físicas.
Ruth Brito de Figueiredo Melo
749
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais

Compreender a Física presente no mundo vivencial e nos equipamentos e
procedimentos tecnológicos. Descobrir o “como funciona” de aparelhos.

Construir e investigar situações-problema, identificar a situação física, utilizar modelos
físicos, generalizar de uma a outra situação, prever, avaliar, analisar previsões.

Articular o conhecimento físico com conhecimentos de outras áreas do saber científico.
Contextualização sócio-cultural
 Reconhecer a Física enquanto construção humana, aspectos de sua história e relações
com o contexto cultural, social, político e econômico.
 Reconhecer o papel da Física no sistema produtivo, compreendendo a evolução dos
meios tecnológicos e sua relação dinâmica com a evolução do conhecimento científico.
 Dimensionar a capacidade crescente do homem propiciada pela tecnologia.
 Estabelecer relações entre o conhecimento físico e outras formas de expressão da
cultura humana.
 Ser capaz de emitir juízos de valor.
Com base nestes pressupostos e diante destas competências e habilidades que os
alunos precisam desenvolver no ensino de Física durante o ensino médio, observamos a
necessidade de um processo de reformulação de valores, conceitos e de subsídios para o
educar, pois mesmo sabendo que os PCN`s-EM (Parâmetros curriculares nacionais para
o Ensino Médio) prevêem a introdução das novas tecnologias no ensino da Física,
vivemos diante de uma realidade muito distante ainda.
Quando falamos das escolas públicas, muitas delas não há os recursos mínimos
necessários. E quando há a presença desses recursos, muitas vezes, os professores não
conseguem aplicá-los quer seja por falta de capacitação e planejamento tanto por parte
deles, como também por falta das escolas, em utilizar as novas tecnologias no processo
educacional.
Estudos recentes mostram que a utilização de novas tecnologias no ensino em
geral, e em especifico no ensino da física, tem contribuído de forma significativa, para a
compreensão por parte dos alunos dos conteúdos físicos.
O uso das tecnologias de informação e comunicação (TIC`s), no espaço escolar
faz resignificar o conceito de conhecimento, pois é através das ferramentas
Ruth Brito de Figueiredo Melo
750
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
tecnológicas, e a partir de mediações atuantes que as potencialidades se afloram
(SANTOS 2006).
4. Dificuldades no Ensino de física –
A Física é uma disciplina de caráter experimental é que requer dos alunos um
aprendizado dinâmico e não mecanicista, tradicionalista, muitas vezes tido como única
forma do professor lecionar, utilizando-se apenas de métodos tradicionais de ensino e
unicamente verbais.
Para (FILHO ET AL, 1998), é essencial que o conhecimento físico seja
explicitado como um processo histórico, objeto de contínua transformação e associado
às outras formas de expressão e produção humanas, incluindo a compreensão do
conjunto de equipamentos e procedimentos, técnicos ou tecnológicos, do cotidiano
doméstico, social e profissional.
Moreira (2002) nos indica que apesar do grande avanço da pesquisa acadêmica
sobre o ensino de Física no Brasil, no sentido da compreensão dos problemas relativos
ao ensino dessa ciência, e da existência de um sistema de divulgação, ainda há pouca
aplicabilidade dos resultados destas pesquisas no âmbito educacional.
Santos (2006) afirma que, as dificuldades que os alunos possuem na
aprendizagem dos conceitos da Física são conhecidas, e os métodos tradicionais de
ensino e a ausência de meios pedagógicos modernos e de ferramentas que auxiliem a
aprendizagem constituem as causas deste problema.
Para (FILHO ET AL, 1998), a física deve ser ensinado de forma a considerar o
mundo vivencial dos alunos, sua realidade próxima ou distante, os objetos e fenômenos
com que efetivamente lidam ou os problemas e indagações que movem sua curiosidade.
Não uma mera transmissão de conceitos e resolução de listas de exercícios que
favorecem unicamente o “decorar de formulas”.
5. Softwares de simulação e modelagem computacional, o Ensino de Física
e os PCN´S - EM -
Ruth Brito de Figueiredo Melo
751
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
Para Cavalcanti (2006), A inserção da informática nas aulas de Física, bem
como, o uso de programas de simulação, proporciona realizar experimentos que só
seriam viáveis em laboratório, além de reproduzir com precisão situações reais,
oportunizando ao professor e ao aluno um trabalho rico em possibilidades.
Para Ferreira (2000), softwares que trabalhão Simulação e modelagem
promovem uma maior viabilidade do processo de ensino-aprendizagem da física, pois
através de situações observáveis da vida real e modeláveis por programas
computacionais, o aluno poderá correlacionar os conceitos vistos em sala de aula e
aplicá-los com o uso do software.
No caso da física, a modelagem computacional, trata de utilizar modelos com
variáveis físicas e manipular e controlar essas variavéis, para a melhor compreensão de
uma teoria, postulado ou teorema físico, para a busca da solução de problemas fisicos,
possibilitando o desenvolvimento de competencias e de habilidade preconizadas pelos
PCN´S – EM.
A simulação e modelagem computacional juntas, fazem com que o aluno
compreenda melhor os problemas fisicos, controlando as variaveis, estabelecendo
relações entre essas variavéis e o conteúdo ministrado pelo professor em sala de aula,
objetivando assim um maior entendimento do conteúdo.
6. Utilizações do Modellus como ferramenta auxiliar no ensino de física -
Podemos citar como exemplo, o software Modellus, que é um software que
trabalha com Simulação e modelagem computacional, e que permite ao aluno fazer
experimentos conceituais utilizando modelos matemáticos. Além disso, ele é uma
ferramenta computacional onde podemos trabalhar com a interpretação dos conceitos,
não se detendo apenas nos cálculos, mas também na representação destes conceitos.
Escolhemos o Modellus visto que o mesmo é um software que é direcionado ao
ensino de física, química e matemática, portanto, ele é um software educacional
interdisciplinar, o qual permite a alunos e professores realizarem experiências com
modelos matemáticos, controlando variáveis como tempo, velocidade, distância, e etc.,
também sendo possível analisar a variação de uma função, bem como sua representação
Ruth Brito de Figueiredo Melo
752
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
gráfica, utilizar exercícios já propostos, ou ainda, criar o seu próprio exercício no
sistema de autor (GONÇALVES, 2004).
Uma das importâncias do software educacional Modellus, é que ele como
ferramenta computacional, pode ser utilizado para enriquecer o desenvolvimento de
competências e habilidades preconizadas pelos PCN´S para o ensino médio.
Também reconhecemos nele a importância de resgatarmos o ensino das
aplicações da Matemática. A utilização de tecnologia e a ênfase na modelação
podem contribuir para a superação ou minimização das dificuldades existentes.
Muitas vezes os alunos não conseguem compreender de uma forma mais objetiva
os conceitos físicos, por não apresentarem requisitos mínimos de matemática, os
quais são obtidos nas series anteriores.
Feito um levantamento com duas turmas de 30 alunos do 3º ano do ensino
médio, das principais dificuldades encontradas por eles, referentes aos conteúdos de
física, observou-se a grande dificuldade que eles possuem na compreensão de conceitos
básicos como os de corrente elétrica, voltagem e associação de resistores, descritos pela
lei de ohm.
Assim, além de exemplificarmos e mostrarmos a eles que circuitos elétricos, nos
dias de hoje, são elementos básicos de qualquer aparelho elétrico e eletrônico, como
rádios, TV, computadores, automóveis, aparelhos científicos, etc., podemos mostrar
através de uma simulação, o calculo da resistência equivalente de um circuito, bem
como do calculo das respectivas tensões e correntes de cada resistor.
A figura 1 e 2 (anexo 1) trata de uma simulação computacional, extraída da
internet. Na medida em que o aluno varia os valores dos resistores nas barras de
rolagem, ele percebe tanto a variação da voltagem como também de corrente nos
respectivos resistores. Esse tipo de simulação também possibilita a variação do valor da
bateria que alimenta o circuito elétrico, mas não permite a modificação do modelo
utilizado.
Da figura 1 para a figura 2 (anexo 1), os valores dos resistores foram
modificados, de maneira com que o aluno observe a relação entre essa mudança de
valores, bem como a mudança dos valores de voltagem e corrente em cada um deles,
compreendendo assim de forma mais clara a lei de Ohm.
Ruth Brito de Figueiredo Melo
753
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
Já nas figuras 3 e 4 (anexo 2), temos o exemplo do software Modellus,
trabalhando a simulação e a modelagem de formas conjuntas. Observe que o
comparando com a simulação anteriormente citada, observamos que o Modellus possui
ferramentas mais amplas e modernas, deixando o aluno livre para criar e modificar o
modelo quantas vezes ele quiser.
7. Aprendizagem Significativa –
De acordo com (VEIT, 2002), para trabalharmos com qualquer ferramenta no
contexto educacional, sendo ela computacional ou não, precisamos investigar de que
forma o aprendiz relaciona e compreende os conceitos físicos trabalhados, com o uso do
computador, e como ele relaciona os conceitos e cálculos por ele já conhecidos com os
novos conceitos a ele apresentados.
De acordo com a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel (2003),
citada por (DORNELES ET AL, 2006), a aprendizagem é significativa à medida que o
novo conteúdo é incorporado às estruturas de conhecimento de um aluno adquirindo
significado para ele a partir da relação com seu conhecimento prévio, existente na sua
estrutura cognitiva. Neste processo, a nova informação interage em comum à estrutura
de conhecimento específico, que Ausubel chama de subsunçores.
Quando o conteúdo escolar a ser aprendido não consegue ligar-se a algo já
conhecido, ocorre o que Ausubel (2003) chama de aprendizagem mecânica, ou
repetitiva, ou seja, as novas informações são aprendidas sem interagir com conceitos
relevantes existentes na estrutura cognitiva prévia (os subsunçores).
Assim, se a pessoa decora as fórmulas, as leis, os conceitos, mas esquece-os
após a avaliação, houve uma aprendizagem mecânica e não significativa, pois o novo
conteúdo passa a ser armazenado isoladamente ou por meio de associações arbitrárias
na estrutura cognitiva. (PELIZZARI ET AL, 2002).
Para haver uma aprendizagem significativa, Ausubel(2003) detalha que são
necessárias duas coisas primordiais: a primeira é que o aluno deve ter a vontade e a
disponibilidade de aprender, e a segunda, é que o conteudo a ser ministrado ao aluno
tem que ser potencialmente significativo ( PELIZZARI ET EL, 2002). Deve-se salientar
Ruth Brito de Figueiredo Melo
754
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
que isso muda de pessoa pra pessoa, pois um conteúdo pode ser significativo pra um
aluno, mas não ser necessariamente significativo para o outro.
Diante destes pressupostos, podemos dizer que as animações interativas
utilizadas em softwares de simulação e Modelagem Computacional a exemplo do
software Modellus podem ser mediadoras da aprendizagem significativa dos conceitos
de Física.
Burak & Barbiere (1994), cita que uma das principais relações entre a
modelagem matemática e a teoria Ausubeliana e a de aproveitar os conhecimentos já
adquiridos pelos alunos possibilitando-lhes formas de encontrar significados
matemáticos no seu cotidiano, para participarem da construção de conceitos
matemáticos não só de maneira formal como também de forma a interferir e interagir
com o seu meio.
8. Conclusões e busca por respostas -
De acordo com (VEIT, 2002), e tomando como base os princípios norteadores
gerais estabelecidos pelas diretrizes curriculares para o ensino médio, destaca-se a
produção de um ensino não propedêutico em que haja o desenvolvimento de um
conhecimento efetivo e duradouro, portanto significativo, de forma integrada,
contextualizada e interdisciplinar.
Observa-se também que o termo “suas tecnologias” está presente nas três
grandes áreas as quais os PCN´S estão organizados, mostrando a importância das
TIC´S(Tecnologias da Informação e Comunicação), bem como a sua inserção, ou seja,
que as tecnologias especificas a cada área venha a ser incorporada no processo de
ensino-aprendizagem de cada uma.
Defendemos a utilização do software educativo de simulação e modelagem
computacional bem como o uso de novas tecnologias como ferramenta de maneira a
auxiliar o processo didático, e nunca como um fim em si mesmo, onde o professor deve
incentivar o aluno a opinar, debater e questionar sobre os resultados que vão sendo
encontrados.
De acordo com (VEIT, 2002), A Física expressa relações entre grandezas através
de fórmulas, cujo significado pode também ser apresentado em gráficos, utilizando
Ruth Brito de Figueiredo Melo
755
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
medidas e dados, desenvolvendo uma maneira própria de lidar com os mesmos, através
de tabelas, gráficos ou relações matemáticas.
Sendo assim, podemos dizer que o software Modellus, por trabalhar com essa
linguagem de representação, simulação e modelagem computacional, possibilita uma
maior viabilidade do processo de ensino-aprendizagem da Física, pois através de
situações observáveis da vida real e modeláveis por programas computacionais, o aluno
poderá correlacionar os conceitos trabalhados em sala de aula e aplicá-los no software
de Simulação e modelagem, interligando-os com o seu cotidiano.
É claro que para tornar a aula realmente significativa, o docente necessita antes
de tudo planejar e organizar os objetivos e os pontos a serem trabalhados naquela aula,
trabalhando por etapas, fazendo em primeiro lugar uma sondagem com seus alunos para
determinar alguns conhecimentos que os mesmos já tenham, para possibilitar a tomada
de decisões.
Para (ARAÚJO ET AL, 2004), dentre as várias possibilidades de uso da
informática no ensino da física, simulação e modelagem computacional juntas,
possibilita um enriquecimento do ensino desta ciência, levando os estudantes a trabalhar
com o processo de construção e analise do conhecimento, partindo de conceitos mais
gerais, para os mais específicos, proporcionando uma aprendizagem mais significativa.
Sendo assim, com o uso das tecnologias da informação e comunicação (TIC’s),
através da utilização de softwares que se utilizem de simulação e de modelagem
computacional a exemplo do software Modellus, novas possibilidades de construção de
animações interativas surgirão como ferramentas mediadoras para o ensinoaprendizagem da física
Com base nesses pressupostos, e em outras pesquisas relatadas em artigos na
internet, que reconhecemos a importância de pesquisas nesta área, na emergência dos
professores não só de Física, mais de um modo geral, ficarem atentos a sua capacitação
e formação, bem como ficarem antenados com a evolução da ciência, como também na
investigação da sua própria pratica pedagógica.
Concluímos também, que o software Modellus, conforme dito anteriormente, por
ser um software que trabalha com simulação e modelagem matemática, nos apresenta
princípios da teoria de Ausubel (2003) sobre a aprendizagem significativa. Uma fez que
o mesmo aproveita os conhecimentos prévios dos alunos, levando-os a relacionar os
Ruth Brito de Figueiredo Melo
756
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
conhecimentos adquiridos com o seu cotidiano e tornando mais fácil o entendimento de
conceitos mais específicos, incentivando a tomada de decisões, bem como a interação
social.
Diante destes pressupostos, o aluno pode ser levado a criar e construir com
eficácia, o seu próprio conhecimento, não só na escola, mas no seu cotidiano,
oportunizando-lhe a ampliação do seu próprio conhecimento, como um ser políticosocial, conforme estabelece os PCN´S – EM.
Assim, de acordo com Burak & Barbiere (1994), o aluno aprende participando,
tomando atitudes diante de fatos, vivenciando sentimentos e escolhendo procedimentos
para atingir seus objetivos, assimilando então com maior profundidade os conteúdos.
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ANEXOS -
ANEXO 1 –
EXEMPLO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL – CIRCUITOS
RESISTIVOS MISTOS/APLICAÇÃO DA LEI DE OHM.
FIGURA 1 – Circuito Misto
Fonte: <http://www.unb.br/iq/kleber/EaD/Eletromagnetismo/Resistores/Risto/R_misto.html>
Acesso em 06/01/2009.
Ruth Brito de Figueiredo Melo
759
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
FIGURA 2 – Circuito Misto
Fonte: <http://www.unb.br/iq/kleber/EaD/Eletromagnetismo/Resistores/Risto/R_misto.html>
Acesso em 06/01/2009.
Ruth Brito de Figueiredo Melo
760
A Utilização do Software Educatico de Simulação e Modelagem Computacional no Ensino de Ciências e os
Parâmetros Curriculares Nacionais
ANEXO 2 -
EXEMPLO DE SIMULAÇÃO E MODELAGEM COMPUTACIONAL
(SOFTWARE MODELLUS – CIRCUITOS RESISTIVOS MISTOS, APLICAÇÃO
DA LEI DE OHM.
FIGURA 3 – Animação 1
Fonte: <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S01027442006000400011&script=sci_arttext>
Acesso em 07/01/2009.
FIGURA 4 – Animação 2
Fonte: <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S01027442006000400011&script=sci_arttext>
Acesso em 07/01/2009.
Ruth Brito de Figueiredo Melo
761
IV COLÓQUIO INTERNACIONAL DE POLÍTICAS E PRÁTICAS CURRICULARES
“DIFERENÇA NAS POLÍTICAS DE CURRÍCULO”
POSSIBILIDADES E ENTRAVES DA
INTERDISCIPLINARIDADE NO
ENSINO DAS CIÊNCIAS
Silvia Elizabeth Moraes
JOÃO PESSOA - PB - BRASIL
10 A 13 DE NOVEMBRO DE 2009
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
POSSIBILIDADES E ENTRAVES DA INTERDISCIPLINARIDADE NO
ENSINO DAS CIÊNCIAS
Silvia Elizabeth Moraes
Universidade Federal do Ceará
Faculdade de Educação
RESUMO: Neste trabalho investigamos a atuação da comunidade disciplinar de Ensino
de Biologia no processo de produção do documento da referida disciplina nas
Orientações Curriculares Nacionais do Ensino Médio. Além da proposta curricular,
recorremos a entrevistas semi-estruturadas realizadas com dois pesquisadores, membros
da comunidade disciplinar em questão, que participaram do processo de elaboração das
OCNEM. A análise das entrevistas e do documento curricular permitiu explorar os
discursos da comunidade disciplinar de ensino de Biologia com relação a propostas
curriculares implementadas anteriormente, como também compreender o processo de
produção de um documento que integra as políticas para o ensino médio. Para tanto, nos
baseamos em estudos de Stephen Ball sobre as políticas curriculares e em estudos de
Ivor Goodson sobre comunidade disciplinar. Defendemos que, essa proposta curricular,
mas especificamente o documento da disciplina Biologia, apesar de seguir as mesmas
orientações que as demais políticas em vigência para o Ensino Médio, se caracteriza
pelas críticas a propostas implementadas anteriormente, propondo-se a preencher as
lacunas presentes.
PALAVRAS-CHAVE: políticas curriculares, ensino de Biologia, Ensino Médio.
Introdução
A interdisciplinaridade faz hoje parte fundamental dos documentos curriculares
oficiais tais como, os Parâmetros Curriculares Nacionais, o Exame Nacional do Ensino
Médio (ENEM), e as Diretrizes Curriculares Nacionais para os cursos de graduação
(DCN). Embora possamos criticar a maneira como estes documentos incluíram a
interdisciplinaridade em seu conjunto de normas, sua inserção demanda uma mudança
necessária e radical na prática pedagógica.
Os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM)
estabelecem um currículo organizado em três áreas: linguagens, códigos e suas
tecnologias (Língua Portuguesa, Língua Estrangeira Moderna, Educação Física, Arte e
Informática); Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias (Química, Física,
Silvia Elizabeth Moraes
765
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
Biologia e Matemática); Ciências Humanas e suas tecnologias (História, Geografia,
Sociologia, Antropologia & Política e Filosofia). Como princípio integrador são
escolhidas as tecnologias e toda proposta curricular tem por eixos a “integração e
articulação dos conhecimentos em processo permanente de interdisciplinaridade”
(http://portal.mec.gov.br/seb)
Na matriz de referência para o ENEM 2009, dentre os eixos cognitivos comuns a
todas as áreas de conhecimento destacamos a capacidade de compreender fenômenos,
construindo e aplicando conceitos das várias áreas do conhecimento para a compreensão
de fenômenos naturais, de processos histórico-geográficos, da produção tecnológica e
das manifestações artísticas (http://portal.mec.gov.br/seb)
Quanto às Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) para os cursos de graduação,
elas apontam caminhos na direção de uma integração de saberes, como vemos as seguir.
Nas DCN do curso de Pedagogia exige-se que o estudante trabalhe
com um repertório de informações e habilidades composto por
pluralidade de conhecimentos teóricos e práticos, cuja
consolidação será proporcionada no exercício da profissão,
fundamentando-se em princípios de interdisciplinaridade,
contextualização, democratização, pertinência e relevância
social, ética e sensibilidade afetiva e estética (Art. 3º).
Quanto ao Bacharel em Ciências Biológicas, espera-se que ele seja “generalista,
crítico, ético, e cidadão com espírito de solidariedade” e que esteja “apto a atuar multi e
interdisciplinarmente,
interagindo
com
diferentes
especialidades
e
diversos
profissionais, de modo a estar preparado para a contínua mudança do mundo produtivo”
(MEC, DCN de Ciências Biológicas).
Na formação de engenheiros, dentre as competências e habilidades está a de
atuar em equipes multidisciplinares de acordo com a Resolução 11 do Conselho
Nacional de Educação (RCNE/CES 11, 11-03-2002 MEC/CNE, Câmara de Educação
Superior),
As DCN de Psicologia
valorizam as ações multidisciplinares, a exploração das
interfaces com outras áreas e profissões e levam em conta a
expansão da atuação profissional para novos contextos. Além
disso, acentuam a dimensão social e ética da profissão e o
Silvia Elizabeth Moraes
766
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
respeito aos diferentes fenômenos pessoais, grupais e culturais”
(Parecer CNE/CES n. 0062/2004).
De acordo com o Parecer do CNE/CES (No. 1.303/2001, os currículos vigentes
de Química estão transbordando de conteúdos informativos em flagrante prejuízo dos
formativos, fazendo com que o estudante saia dos cursos de graduação com
conhecimentos já desatualizados e não suficientes para uma ação interativa e
responsável na sociedade, seja como profissional, seja como cidadão. Advoga-se então a
inclusão nos currículos de temas que propiciem a reflexão sobre caráter, ética,
solidariedade, responsabilidade e cidadania. Prega-se, igualmente, a abertura e
flexibilização das atuais grades curriculares e o desenvolvimento do projeto pedagógico
da instituição que deverá, necessariamente, assentar-se sobre conceitos de “matéria” e
“interdisciplinaridade”.
Nas DCN dos cursos de graduação em Direito, Ciências Econômicas,
Administração, Ciências Contábeis, Turismo, Hotelaria, Secretariado Executivo,
Música, Dança, Teatro e Design “as instituições de ensino superior deverão definir em
seus projetos pedagógicos, formas de realização da interdisciplinaridade”. (Parecer Nº
CES/CNE 0146/2002)
Os currículos de Física podem conter duas partes: um núcleo comum a todos as
modalidades dos cursos de Física e módulos seqüenciais especializados, onde será dada
a orientação final do curso. Estes módulos podem conter o conjunto de atividades
necessárias para completar um Bacharelado ou Licenciatura em Física nos moldes
atuais ou poderão ser diversificados, associando a Física a outras áreas do conhecimento
como, por exemplo, Biologia, Química, Matemática,Tecnologia, Comunicações, etc. Os
conteúdos desses módulos especializados inter-disciplinares devem ser elaborados por
cada IES juntando os esforços dos colegiados dos diversos cursos envolvidos (Parecer
N.º: CNE/CES 1.304/2001)
Os currículos dos cursos de Bacharelado/Licenciatura em Matemática devem ser
elaborados de maneira a desenvolver competências e habilidades dentre as quais
destaca-se a capacidade de trabalhar em equipes multi-disciplinares, de estabelecer
relações entre a Matemática e outras áreas do conhecimento, e de trabalhar na interface
da Matemática com outros campos de saber (Parecer N.º: CNE/CES 1.302/2001)
Silvia Elizabeth Moraes
767
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
Os princípios que norteiam a proposta de Diretrizes Curriculares do curso de
Letras são a flexibilidade na organização dos cursos e a consciência da diversidade/
heterogeneidade do conhecimento do aluno, tanto no que se refere à sua formação
anterior, quanto aos interesses e expectativas em relação ao curso e ao futuro exercício
da profissão.
A flexibilização curricular, para responder às novas demandas sociais e
aos princípios expostos, é entendida como a possibilidade de eliminar a rigidez
estrutural do curso e prever nova validação de atividades acadêmicas.
Pela Resolução CNE/CES Nº 4 (07-11-2001), o curso de graduação em
Medicina deve promover a integração e a interdisciplinaridade em coerência com o eixo
de desenvolvimento curricular, buscando integrar as dimensões biológicas, psicológicas,
sociais e ambientais.
E finalmente, nas Diretrizes Curriculares Nacionais para a Formação de
Professores da Educação Básica encontramos que nos cursos de formação de
professores para as séries finais do ensino fundamental e médio predomina uma visão
excessivamente fragmentada do conhecimento.
Os saberes disciplinares são recortes de uma mesma área e,
guardam, portanto, correlações entre si. Da mesma forma, as
áreas, tomadas em conjunto, devem também remeter-se umas às
outras, superando a fragmentação e apontando a construção
integral do currículo. A superação da fragmentação, portanto,
requer que a formação do professor para atuar no ensino médio
contemple a necessária compreensão do sentido do aprendizado
em cada área, além do domínio dos conhecimentos e
competências específicos de cada saber disciplinar. (Despacho
do Ministro, Diário Oficial da União de 18/1/2002, Seção 1, p.
31).
Diante de tamanha ênfase, partimos a campo para investigar os entraves e
possibilidades da prática da interdisciplinaridade nos cursos de Licenciaturas e pósgraduação em Ciências e como esses cursos estão se adaptando às demandas da reforma
curricular que vem sendo gradualmente adotada por nossas instituições de ensino. Em
nossa pesquisa (em andamento) propomo-nos averiguar como os alunos e professores
vêem, conceituam, aceitam ou rejeitam a interdisciplinaridade, qual o peso que lhe é
dado nos projetos pedagógicos dos diferentes cursos, nas ementas das disciplinas, nas
Silvia Elizabeth Moraes
768
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
práticas de sala de aula e nas teses de doutorado e dissertações de mestrado nas áreas de
Exatas e de Educação.
Começamos perguntando aos vinte alunos do mestrado em Ensino de Ciências
quais as suas visões a respeito. As conclusões da fase inicial do estudo foram
apresentadas no 19º Encontro de Pesquisadores em Educação do Norte e Nordeste
(EPENN – João Pessoa 2009). No presente texto expomos os resultados da segunda fase
de nossa pesquisa: conceituação e prática da interdisciplinaridade sob a perspectiva dos
cento e cinco alunos de Licenciatura em Física, Química, Matemática, Biologia, Letras,
Engenharia de Pesca que formaram a turma de Didática I, primeiro semestre de 2009.
As conclusões da segunda fase do estudo serão apresentadas neste colóquio.
Evolução do conceito de interdisciplinaridade
Definimos interdisciplinaridade como uma abordagem epistemológica que nos
permite ultrapassar as fronteiras disciplinares e nos possibilita tratar, de maneira
integrada, os tópicos comuns às diversas áreas. O intuito da interdisciplinaridade é
superar a excessiva fragmentação e linearidade no currículo. Mediante o estudo de
temas comuns, estabelece-se um diálogo entre disciplinas, embora sempre considerando
a especificidade de cada área, com seu saber acumulado que deriva do olhar
especializado.
Podemos situar a discussão sobre interdisciplinaridade no contexto de uma
mudança paradigmática, sendo a idéia de paradigma aquela definida por Kuhn (1970:
realizações científicas universalmente reconhecidas que fornecem problemas e soluções
modelares para uma comunidade de praticantes de uma ciência. Nenhuma atividade
científica de importância, diz Kuhn, pode se realizar fora das estruturas de um
paradigma e sem o apoio de uma comunidade científica. Uma vez que o paradigma
tenha atendido um alto nível de maturidade, que a articulação entre suas diversas
dimensões esteja bem desenvolvida, isso significa que o paradigma atingiu o estatuto de
ciência normal. A ciência normal representa uma tradição de pesquisa coroada de êxitos
científicos que, daí por diante, servem de norma às pesquisas subseqüentes. Um
paradigma atinge o estatuto de ciência normal porque ele consegue melhor que qualquer
outro resolver certos problemas considerados importantes pelo grupo de especialistas.
Quando o paradigma existente deixa de funcionar adequadamente na exploração de um
Silvia Elizabeth Moraes
769
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
aspecto da natureza cuja investigação fora anteriormente dirigida pelo paradigma,
ocorrem as revoluções científicas. Elas são transições de um paradigma para o outro e
são chamadas de revoluções por sua semelhança com as revoluções políticas que
geralmente se iniciam por um sentimento crescente de que as instituições deixaram de
responder adequadamente aos problemas e que necessitam de mudanças.
A visão cartesiana do mundo trouxe-nos o desenvolvimento da ciência moderna
baseada na investigação rigorosa do conhecimento. O surgimento do enfoque
interdisciplinar resulta precisamente da evolução desse conhecimento disciplinar que
redundou num currículo caracterizado pela fragmentação e linearidade. Entretanto, é
preciso que fique bem claro que não se trata de abandonar as disciplinas, pois sempre
será levada em conta a especificidade de cada área, com seu saber acumulado. O que se
almeja é juntarmos esforços para compreender melhor nosso contexto local, regional,
nacional e global à luz de teorias significativas que nos possibilitem contribuir não só
para a reflexão como também para a ação com vistas à melhoria do currículo da escola e
da universidade.
Carapiá Fagundes & Froes (2001) talvez diriam que esse é um primeiro passo,
tímido, rumo à transdisciplinaridade que os autores definem como a superação da
fragmentação e compartimentalização disciplinar do conhecimento no currículo das
instituições de ensino superior. Tomando como exemplo os cursos de graduação,
Carapiá Fagundes & Froes observam que as disciplinas são colocadas como conteúdos
estanques, com pouca ou nenhuma interconexão entre elas, contribuindo para reforçar a
visão puramente tecnicista e instrumental do saber. A transdisciplinaridade situa as
relações ou reciprocidades entre as diversas disciplinas no interior de um sistema total
“[...] tomando por base uma axiomática geral compartilhada capaz de instaurar uma
coordenação, em vista de uma finalidade comum” (p. 40).
Filigranas conceituais à parte, estamos cada vez mais convictos que é preciso um
grande esforço inicial para “reformar o pensamento” (Morin 2000) a fim de superar a
“inadequação cada vez mais ampla, profunda e grave entre os saberes separados,
fragmentados, compartimentados entre disciplinas e, por outro lado, realidades ou
problemas
cada
vez
mais
polidisciplinares,
transversais,
multidimensionais,
transacionais, globais, planetários” (p.13).
Silvia Elizabeth Moraes
770
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
Desde o século XVI, somos dominados por um modelo de racionalidade
científica que delimita, se distingue e se defende, por via de fronteiras ostensivas, de
duas formas de conhecimento não-científico potencialmente perturbadoras e intrusas: o
senso comum e os estudos humanísticos. De acordo com o método científico, conhecer
significa quantificar e reduzir a complexidade. O conhecimento científico é “causal e
aspira à formulação de leis, à luz das regularidades observadas, com vista a prever o
comportamento futuro dos fenômenos” (Sousa Santos 2002, p.16). A realidade objetiva,
quantificável é captada pelo observador que se julga fora dessa realidade. Pressupõe-se
uma separação entre realidade objetiva e experiência subjetiva, entre fato e imaginação.
A razão proposital-instrumental atribui a si mesma a impossível tarefa de conhecer e
interpretar com segurança as leis que regem a natureza e a sociedade (Moraes 2000).
Repetimos: o desenvolvimento disciplinar das ciências trouxe-nos grandes
vantagens que jamais podemos ignorar. Entretanto, pelo excesso, caímos na
superespecialização, no confinamento e no despedaçamento do saber, características
essas que agora tratamos de corrigir. A ênfase nas disciplinas como único reduto do
saber legitimado faz com que os jovens percam o sentido do todo, pois são ensinados “a
isolar objetos, a separar disciplinas, a dissociar problemas, em vez de reunir e integrar”
(Morin, 2000:15). Para formarmos uma “cabeça bem-feita” (e não uma “cabeça bem
cheia”), “é mais importante dispor de uma aptidão geral para colocar e tratar os
problemas; e princípios organizadores que permitam ligar os saberes e lhes dar sentido”
(p. 21). Para a tarefa convocamos os múltiplos olhares da academia.
Metodologia
Adaptamos para nossos propósitos e contexto a metodologia etnográfica do
círculo dialético-hermenêutico (Guba & Lincoln, 1989) (ver Fig 1, no final do texto).
De acordo com essa metodologia, a partir de uma construção inicial (C0 – C zero), o
investigador lança-se a interpretar a realidade trazendo à tona as construções dos
participantes. O propósito maior do método dialético-hermenêutico não é justificar a
construção de cada um, mas formar uma conexão entre todos eles e ao final formular
uma síntese aqui chamada de Construção Conjunta (CC). Através de círculos de
conversas em sala de aula, questionários respondidos pelos alunos, observação
Silvia Elizabeth Moraes
771
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
participante e pesquisa documental, reformulamos nossa C0 e chegamos a CC que
traduz o consenso entre os participantes.
Nossos respondentes, 105 alunos de Licenciatura da UFC, foram informados da
pesquisa e se propuseram a colaborar desde o início com reflexões e discussões
registradas e divulgadas no Ambiente Virtual de Aprendizagem TELEDUC. Os
currículos das Licenciaturas já pressupõem uma interação entre as disciplinas
específicas das áreas (Física, Química, Biologia, Matemática, Letras, Engenharia de
Pesca, Geografia e História) e as matérias pedagógicas. No caso de nossa pesquisa
visamos analisar como as diretrizes curriculares poderiam ser (se é que estavam sendo)
postas em prática.
Primeira fase da pesquisa
No início foram introduzidas teorias contemporâneas de currículo dentre as
quais destacamos a teoria das inteligências múltiplas de Howard Gardner (1995),
bastante conhecida na escola fundamental brasileira, e a teoria dos significados da vida
humana de Philip Phenix (1960) (Fig 2). As duas teorias se propõem retratar a
totalidade do ser humano e, ao mesmo tempo, sua individualidade.
O que fez Gardner famoso entre os educadores foi sua crítica à concepção de que
existe somente uma única inteligência humana e que esta deve ser avaliada por
instrumentos
psicometricamente
padronizados.
Acompanhando
o
desempenho
profissional de adultos que haviam sido alunos fracos, Gardner se surpreendeu com o
sucesso obtido por vários deles na vida real. O pesquisador passou, então, a questionar a
avaliação escolar, cujos critérios não incluem a análise de capacidades, que, no entanto,
são importantes na vida das pessoas. Concluiu que as formas convencionais de
avaliação apenas traduzem a concepção de inteligência vigente na escola, limitada à
valorização da competência lógico-matemática e da lingüística. Gardner demonstrou
que as demais faculdades também são produto de processos mentais e que não há
motivo para diferenciá-las do que geralmente se considera inteligência. Desta forma,
ampliou o conceito de inteligência, que, em sua opinião, pode ser definida como "a
capacidade de resolver problemas ou elaborar produtos valorizados em um ambiente
cultural ou comunitário".
Segundo Gardner, excetuando-se os casos de lesões, todos nascem com o
potencial das várias inteligências. A partir das relações com o ambiente, incluindo os
Silvia Elizabeth Moraes
772
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
estímulos culturais, desenvolvemos mais algumas e deixamos de aprimorar outras. Isso
dá a cada pessoa um perfil particular, o que renega a possibilidade de medirmos a
inteligência pelos métodos convencionais, principalmente pelos famosos testes de Q. I.
(quociente de inteligência), que consideram apenas as manifestações das competências
lógico-matemático e lingüística. Nos últimos quinze anos ele vem trabalhando com seus
colegas num projeto educacional visando à criação de mecanismos de avaliação
voltados ao desempenho integrado do educando e ao uso das inteligências múltiplas no
planejamento e desenvolvimento de um currículo mais personalizado. Gardner lista as
seguintes inteligências:
Lingüística;
Lógico-matemática; Musical• Intrapessoal:
Interpessoal:• Espacial:.• Corporal-cinestésica: • Naturalista.
Machado
(1996)
acrescentou a inteligência Pictórica:
Philip H. Phenix, professor emérito de Filosofia e Educação do Teacher’s
College (Universidade de Columbia), doutourou-se em Filosofia da Religião. Dentre os
vários livros que escreveu, a maioria versando sobre a integração das disciplinas,
destaca-se Realms of Meaning (1964), onde ele apresenta a teoria dos significados da
vida humana. O argumento principal de Phenix (1964) é que uma visão de currículo
para a educação geral deve ser derivada de certas considerações fundamentais sobre a
natureza humana e o conhecimento. A vida humana consiste num padrão de
significados, e a educação geral é o processo de gerar significados essenciais. Os seres
humanos são essencialmente criaturas que têm o poder de experienciar significados. São
seis os padrões fundamentais, os domínios do significado: simbólico, empírico, estético,
sinoético, ético e sinóptico. O quadro apresentado no final do texto resume a teoria de
Phenix.
Em seguida recorremos à pedagogia de projetos desde que o projeto possibilita o
desenvolvimento das habilidades individuais e, ao mesmo tempo, articula essa
individualidade com o coletivo 1. Dividimos a classe em grupos de seis (os seis
significados) e de nove (as nove inteligências). De preferência reúnem-se grupos com
representantes de todas as áreas. Os temas são escolhidos pelos alunos e cada grupo
deve chegar a um consenso com relação ao tema a ser abordado, aos objetivos e à
justificativa de cada projeto. Divide-se o trabalho de tal forma que cada aluno se
encarregue de pensar, planejar e apresentar um significado ou uma inteligência dentro
1
A esse respeito consultar Kleiman & Moraes, 2007 e Moraes 2005.
Silvia Elizabeth Moraes
773
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
do tema escolhido. Essa etapa destina-se especialmente a promover o trabalho coletivo
onde as partes têm de negociar para chegar a um consenso, cada uma contribuindo com
sua especificidade rumo a um objetivo comum.
Os projetos são apresentados ao grande grupo (a classe toda) e avaliados pelos
próprios alunos (avaliação de seus pares e auto-avaliação) de acordo com critérios
previamente discutidos. Os critérios de avaliação constam de uma ficha que cada aluno
recebe durante as apresentações dos projetos (ao final de mais ou menos cinco
encontros).
Minha parte na pesquisa é ver se e como as teorias funcionam na prática de
escolas e universidades onde as pessoas convivem com profissionais de outras áreas e
têm de chegar a pontos comuns (ou seja, se é possível e como é possível efetuar o tão
apregoado diálogo entre disciplinas). Quanto aos alunos, na grande maioria advinda de
currículos fragmentados e lineares segundo o modelo tradicional (cerca de 10% somente
tem experiência com projetos interdisciplinares), o intuito é fazer com que reflitam
sobre a interdisciplinaridade, conceituando-a e vendo as possibilidades de sua aplicação.
A fase inicial do trabalho em grupo foi chegar a um consenso quanto ao tema a
ser desenvolvido no projeto. Alguns ficaram dentro de sua área de segurança, mas
outros ousaram um pouco mais: Música e Educação; Escola: ambiente escolar; Etanol:
Energia Renovável; A Televisão; O dilema eterno da Traição; Biodiesel; Terapias e
Inteligências Múltiplas; Origem do Universo; Células-tronco; Álcool; Lixo e Meio
Ambiente; Novas tecnologias; A crise; Evolução; A fome no mundo; As Inteligências
Múltiplas e o ensino da informática básica e uma leitura do Pequeno Príncipe a partir
das Inteligências Múltiplas; A Música e os domínios do significado. Os slides do projeto
Biodiesel ao entendimento de todos, fundamentado na teoria das inteligências múltiplas
de Howard Gardner, A música e os significados da vida humana e Etanol à luz da
teoria de Phenix serão mostrados na apresentação.
Segunda fase: conceituando interdisciplinaridade
Após os projetos, foi aplicado um questionário a fim de investigar como os
alunos definem interdisciplinaridade e como se posicionam frente a tais idéias,
analisando as possibilidades de sua implementação na escola e na universidade.
Debatemos o tópico e combinamos que eles enviariam pelo TELEDUC as respostas
para as seguintes perguntas: a) Como vocês definem interdisciplinaridade?
Silvia Elizabeth Moraes
b)
774
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
Considera esta prática pedagógica um modismo ou algo que veio para ficar? Por que? c)
Quais as etapas/estágios pelos quais vocês passaram para aceitar e/ou rejeitar tais
concepções? d) Em que sentido sua formação foi/é interdisciplinar/disciplinar? e) Onde
podemos identificar iniciativas e práticas de interdisciplinaridade nos cursos de
Ciências? f) Como atingirmos consensos com vistas a projetos interdisciplinares
comuns mesmo sendo de áreas diferentes?
Escolhi algumas respostas que sintetizam o que podemos chamar de Construção
Conjunta (CC) desta fase da pesquisa:
- A interdisciplinaridade é um método de pesquisa e ensino voltado para a interação
entre uma ou mais disciplinas, num processo que pode ir da simples comunicação de
idéias até a integração de finalidades, objetivos, conceitos, conteúdos, metodologias,
procedimentos, dados e formas de organizá-los e sistematizá-los no processo de
elaboração do conhecimento.
- Uma prática pedagógica que veio para ficar, para revolucionar a educação, porque
engrandece o conhecimento, e abre o horizonte do pensamento para outras áreas e
para sua própria maneira de ver o mundo. Você fica a par do que está acontecendo no
mundo como um todo, processando criticas, opiniões de uma maneira ampla vendo o
mundo com outros olhos.
- Surgiu para resolver problemas importantes que não podiam ser solucionados por
meio de apenas uma área do conhecimento. É claro que nessas áreas haverá uma parte
mais compacta, uma parte menos maleável, mas haverá uma interação bem maior
nessas áreas, acontecendo de algumas vezes não sabermos identificar exatamente qual
área do conhecimento estamos utilizando, pelo simples fato delas terem se misturado.
Pode-se perceber que o período no qual estamos inseridos exige dos professores uma
maior pluralidade de conhecimentos. Hoje, não nos é possível analisar seja o que for
sem mencionar outras áreas do saber. Por isso, a interdisciplinaridade surge como
uma proposta que vem acoplar aos conhecimentos uma maior gama de competências,
pois as matérias estudadas não são unilaterais, mas possuem ligação com mais de uma
inteligência do homem. Uma verdadeira quebra de barreiras.
- A educação transmitida pela escola tradicional, desde sua formalização, vem
Silvia Elizabeth Moraes
775
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
abordando conceitos de forma fragmentada em disciplinas e aulas diversas que
ocasiona uma completa divergência entre a realidade vivenciada pelos alunos e os
conteúdos adquiridos na escola. A interdisciplinaridade visa a superar, ou ao menos a
amenizar, tais distorções que tanto interferem no processo de ensino-aprendizagem.
Em um processo interdisciplinar, os conteúdos adquirem um aspecto global, o que
reforça e amplia a vinculação com a prática. Esta construção de saberes deve ser
realizada de forma coletiva e igualitária, porém, respeitando e valorizando-se talentos
e especificidades de cada um.
- Ao longo de minha formação, desde o ensino fundamental, observei que o conteúdo
repassado aos alunos não tinha ligação entre as diferentes áreas do conhecimento, e
com isso ficava difícil aprender efetivamente algo. Hoje vejo que se houvesse algum
tipo de interligação entre as disciplinas que nos são oferecidas, buscando-se interligar
os fatos científicos e cotidianos, com certeza, haveria mais interesse por parte dos
alunos em aprender, uma vez que a teoria repassada nas salas de aula faria parte da
nossa vida prática.
- Minha formação foi bem tradicional. Se, por acaso, estivesse estudando Física,
nenhum questionamento referente à, digamos, Biologia poderia ser feito, pois do
contrário atrairia para si as piadinhas dos colegas. Além do quê, os professores não
estavam preparados para esta nova visão. Quando, na Faculdade, deparei-me com os
conceitos de interdisciplinaridade, de pronto agradou-me a idéia. Muitas das
inquietações de outrora encontraram eco e pude perceber o quanto as ciências estão
interligadas. Propostas como as da Biofísica passaram a fazer bastante sentido. Hoje,
com os novos desafios do mundo globalizado, percebo a importância destas concepções
e pretendo desenvolver mais ainda as análises para futuras aplicações com meus
alunos. Através de propostas motivadoras que abram suas consciências do quanto
podem ser interessantes disciplinas unidas por meio de determinados tópicos que
aparentemente apresentam-se díspares. Mais que aprender os conceitos da
interdisciplinaridade, o desafio atual é aplicá-los em sala de aula.
- Poucas são as disciplinas que levam em consideração os diversos ramos do
conhecimento. Normalmente o que se vê são professores que não estão preocupados em
preparar o aluno para a vida prática: são meros repassadores de teoria. Contudo,
Silvia Elizabeth Moraes
776
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
alguns docentes buscam abrir os horizontes dos alunos através do contado com outros
de diferentes cursos, apresentando-lhes um complemento daquilo que eles vêem em
seus cursos.
- Em Ciências, é até relativamente fácil, identificar tópicos em que caem bem as
práticas interdisciplinares, até, porque, a natureza não segue o padrão analítico das
convenções humanas, antes de tudo, ela é holística sem fronteiras entre um conteúdo e
outro. Exemplos como a Biofísica mais recentes, ou mesmo a Físico-Química já mais
tradicionais vêm reforçar o caráter interdisciplinar nas Ciências. Nem é preciso falar
do quão, por exemplo, a Matemática está diluída na Física, Química e, mais
recentemente, na Biologia onde não é difícil encontrar fórmulas e modelos matemáticos
que descrevem os movimentos cardíacos, a dinâmica das células e seu metabolismo.
Hoje, há o ramo da Física atmosférica (inclusive com Mestrado estruturado na Uece)
onde conceitos teórico são transportados para aplicações práticas na realidade do
clima no sertão. Estes são apenas alguns exemplos de como conceitos antes apontados
como distintos podem estar entrelaçados na interdisciplinaridade. Por isso, a formação
docente tem de contemplar estes fatos e transformar a realidade do ensino médio
preparando os alunos para novos desafios.
- Para atingirmos consensos com vistas a projetos interdisciplinares comuns
inicialmente é importante saber se todos que participarão do projeto estão dispostos a
se submeterem a um estilo no mínimo diferente de trabalho, onde terão que saber
escutar a opinião dos demais componentes do grupo e quando necessário abrir mão de
algo que considera o mais sensato em prol do bom andamento do projeto. Em seguida é
necessário analisar cuidadosamente a questão de maneira interdisciplinar, abrangendo
as diversas áreas dos saberes, para que desta forma se chegue a um consenso entre os
membros deste grupo.
- Um dos principais aprendizados que pude retirar dos projetos interdisciplinares é
sempre estar disponível para aprender novos assuntos, por mais distantes das nossas
áreas de atuação que eles possam estar, e para que isto se torne possível é necessário
respeitar sempre a opinião dos outros que construíram junto com você o conhecimento.
Contudo apenas aprender não é o suficiente, é importantíssimo desenvolver
cuidadosamente a forma como estes conhecimentos serão repassados para os alunos,
Silvia Elizabeth Moraes
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As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
de tal modo que a educação se torne uma atividade prazerosa, tanto por parte dos
alunos, como também por parte dos educadores.
Futuros desdobramentos
O importante num estudo etnográfico é interpretar o fenômeno estudado a partir
de suas relações com o contexto social mais amplo e não apenas em função de suas
relações internas. Metodologicamente, isto implica por um lado, complementar a
informação de campo com informação relativa a outras ordens sociais e, por outro lado,
buscar interpretações e explicações a partir de elementos externos à situação particular
(Rockwell, 1989). Seguindo o método, as próximas construções a serem analisadas no
círculo dialético hermenêutico girarão em torno dos seguintes tópicos: Projetos
pedagógicos dos diferentes cursos envolvidos; Ementas das disciplinas; Práticas de sala
de aula; Projetos de tese de doutorado e dissertação de mestrado nas áreas de Exatas e
de Educação que incluam os conceitos de interdisciplinaridade e transversalidade.
Hoje em dia são incorporados à discussão de currículo temas como o caos, a
complexidade, o multiculturalismo, as questões ambientais e ético-políticas que
demandam abordagens contextualizadas e multireferenciais. Precisamos desenvolver
competências que nos possibilitem lidar com os novos tempos. A interdisciplinaridade
veio para ficar, pois ela deriva de uma nova postura frente ao conhecimento, ao ser
humano e à natureza. Os profissionais a serem formados pelos cursos de graduação e
pós-graduação deverão, portanto pensar interdisciplinarmente em sintonia com os novos
tempos. Nossa parte será trazer à tona a discussão investigando tanto as possibilidades
quanto os entraves à interdisciplinaridade no cenário atual da escola e universidades
brasileiras.
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As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
 ENEM 2009 http://www.enem.inep.gov.br/ Acesso em 12-08-2009
 Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (www.mec.gov.br)
Acesso em 12-08-2009
 Pareceres da Câmara de Educação Superior do Conselho Nacional de Educação
(www.mec.gov.br)
R
1
Rn
Cn
C1
R2
Insumos do círculo
C
TEMPO
maior
7
ESTRUTURA
R7
C6
<
<
escopo
R
6
menor
SELEÇÃO
Articulação
C5
C4
outros círculos
documentos
C2
R3
C3
literatura
observações
construção do pesquisador
R4
R5
Fig. 1 O círculo dialético hermenêutico
Fonte: Guba, E & Lincoln, Y, 1989, P. 148.
R1 a Rn = respondentes; C1 a Cn = Construções dos respondentes
Silvia Elizabeth Moraes
780
As Possibilidades e Entraves da Interdisciplinariedade no Ensino das Ciências
Classificação lógica dos significados_____________
Classes Genéricas
Reinos de
Disciplinas
__________________________
Significados
Quantidade
Qualidade
Geral
Forma
Simbólico
Linguagem comum, matemática,
formas simbólicas não-discursivas.
Geral
Fato
Empírico
Ciências físicas, ciências da vida,
psicologia, ciências sociais.
Singular
Forma
Estético
Música, artes visuais, artes do movimento, literatura.
Singular
Fato
Sinoético
Filosofia, psicologia, literatura,
religião nos seus aspectos existenciais
Singular
Norma
Ético
As várias áreas especiais do campo
Geral
moral e ético
Compreensivo
Fato
História
Compreensivo
Norma
Sinóptico
Religião
Compreensivo
Forma
Filosofia
Fig 2 Adaptado de Phenix, 1964.
Projetos temáticos apresentados pela turma de Didática 2009.1 Universidade Federal do
Ceará, sob a orientação da autora .
Silvia Elizabeth Moraes
781
IV COLÓQUIO INTERNACIONAL DE POLÍTICAS E PRÁTICAS CURRICULARES
“DIFERENÇA NAS POLÍTICAS DE CURRÍCULO”
UM ENFOQUE HISTÓRICO PARA O ENSINO DE
FÍSICA: O CASO DA ENTROPIA
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
JOÃO PESSOA - PB - BRASIL
10 A 13 DE NOVEMBRO DE 2009
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
UM ENFOQUE HISTÓRICO E EPISTEMOLÓGICO PARA O ENSINO DE
FÍSICA: O CASO DA ENTROPIA
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
IFRN /Diretoria de Educação e Ciências
[email protected]
RESUMO: Partimos de um pressuposto de que o ensino de ciências que se pretenda
significativo e dialógico deve ter uma base epistemológica bem definida. A
epistemologia de Bachelard contempla aspectos históricos e pedagógicos que
consideramos essenciais para a formulação de estratégias de ensino de física. Tomamos
o caso do conceito de entropia como exemplar das distorções, imprecisões e
dificuldades didáticas que acontecem quando o enfoque epistemológico que embasa a
prática didática das ciências não está bem definido. Sugerimos um enfoque histórico e
epistemológico para o tratamento didático do conceito de entropia em que sejam
analisados os obstáculos epistemológicos, as rupturas epistemológicas tendo como base
a história da ciência. Sugerimos a abordagem da termodinâmica básica em três
momentos históricos e epistemológicos bem definidos e interdependentes.
PALAVRAS-CHAVE: entropia, ensino de física, ensino de termodinâmica, segunda
lei da termodinâmica.
INTRODUCÃO
A física apresenta os maiores índices de reprovação e evasão nos vários níveis
de ensino dentre as demais disciplinas. A evasão dos cursos de licenciatura de física
alcança uma média de 80% dos alunos ingressantes. Dentre as causas que possam ser
atribuídas a estes resultados indesejáveis podemos escolher um de natureza puramente
didático/pedagógica referente à escolha e enfoque dado aos conteúdos desta disciplina.
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
785
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
Um problema exemplar da dificuldade de ensino e da aprendizagem dos
conceitos físicos é o conceito de entropia, no ensino médio e universitário básico.
Podemos sempre encontrar na literatura alguma nova tentativa de melhorar a forma
como este conceito é apresentado didaticamente. Estas tentativas nos parecem sempre
endógenas, ou seja, tratam de apresentar soluções internas a uma forma tradicional de
apresentação do conteúdo. O olhar que é lançado sobre o problema nos parece sempre
insuficientemente abrangente. Outro aspecto também ignorado com muita freqüência
diz respeito ao processo de construção deste conceito, seu desenvolvimento enquanto
uma teoria do calor e suas transformações. A história peculiar da termodinâmica 1 nos
permite avaliar que um tratamento histórico e filosófico apropriado do assunto pode
desempenhar um papel central no entendimento dos seus conceitos por parte dos alunos
e contribuir para explicações mais consistentes por parte dos professores. Partimos da
avaliação das sequências didáticas comumente aceitas e usadas na maioria dos livros
didáticos para questionar as situações onde existe alternância entre épocas históricas,
entre explicações atomistas e energetistas do calor e alternâncias entre a visão
macroscópica e microscópica da matéria. Esta situação de confusão epistemológica é,
para nós, a principal fonte de problemas didáticos tais como imprecisões, simplificações
e uso inapropriado de metáforas e analogias. Propomos um tratamento histórico e
filosófico da termodinâmica que faça relação entre desenvolvimento técnico, estrutura
econômica e social e a construção do conhecimento científico, de modo a tornar mais
explícita a natureza da ciência enquanto atividade humana.
ENSINO DE CIÊNCIAS EM UMA PERSPECTIVA DIALÓGICA.
O objetivo embutido na proposta aqui apresentada é fazer com que o aluno, de
alguma forma, se reconheça nos problemas históricos do conhecimento científico e que
possa ver a ciência também como uma “criadora de problemas” 2 e não como o oráculo
que pode prover sempre todas as respostas. Consideramos o problema tratado aqui, um
1
Este ramo da Física se desenvolveu independentemente do paradigma newtoneano. Seu objeto
tecnológico precedeu a uma formulação teórica que pudesse ser considerada paradigmática. Até este
objeto tecnológico estar bem desenvolvido não havia uma “matriz disciplinar” que definisse
generalizações simbólicas e exemplares nem um consenso da comunidade científica em torno das
questões fundamentais de uma teoria do calor e de suas propriedades. (DELIZOICOV, 1991)
2
A tradução para o inglês deste termo como “Troublemaker” daria um tom irônico de “encrenqueira”.
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
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Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
problema de natureza essencialmente didática: em que aspectos a história e a filosofia
da ciência podem contribuir na construção de um roteiro didático para a termodinâmica
de nível introdutório. Nossa idéia central é fornecer elementos históricos e
epistemológicos para que se possa construir um roteiro didático para o ensino do
conceito de entropia que contemple três aspectos norteadores: o aluno e seu meio social
como parte ativa do processo de ensino e aprendizagem; a história da ciência como
fonte de busca do caráter histórico do conhecimento científico; e o corpo teórico da
física tal como foi socialmente construído. Esta proposta tem claras influências do
programa de pesquisa desenvolvido por Pernambuco, Delizoicov e Angotti (2002) de
uma perspectiva freireana para o ensino de ciências. Nestes autores encontram-se as
diretrizes de uma pedagogia dialógica para o ensino das ciências que tem no
pensamento de Paulo Freire sua base teórica primeira, mas não única.
Como primeiro elemento os autores enfatizam a necessidade de uma base
epistemológica que oriente os planos de ensino de ciências. Para eles esta base
epistemológica deve ter como referência teorias cuja premissa dispõe que o
conhecimento ocorre na interação não neutra entre sujeito e objeto (ANGOTTI;
DELIZOICOV; PERNAMBUCO, 2002, p.183). Um epistemólogo que formula uma
teoria do tipo citado é Gaston Bachelard (1884-1962). Podemos identificar sua
epistemologia como uma das que podem ser tomadas como base para a compreensão
das relações do professor e do aluno com o conhecimento científico. Neste sentido
busquei aproximações entre a proposta epistemológica (essencialmente filosófica) de
Bachelard e a proposta de metodologia de ensino de ciências dos autores.
A proposta de um ensino de ciências significativo apresentada por estes autores
parte da concepção de que o aluno é um sujeito ontológico e epistêmico. Ele traz para a
escola um conjunto de experiências cognitivas, emocionais e sociais que devem ser
levadas em consideração na produção do conhecimento científico escolar. O aluno não
deve, portanto, ser visto como um repositório de informações e experiências
conclusivas, mas como um sujeito que tem o poder de modificar sua realidade e
interferir sobre ela, tanto no plano material como do pensamento. A respeito da relação
professor/aluno e da aquisição do conhecimento científico pelo aluno, Bachelard diz que
na maioria dos casos o professor pensa que “o espírito começa como uma lição”, que
basta repetir detalhadamente uma explicação para que o aluno [neutro ou
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
787
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
cognitivamente inerte] a entenda sob qualquer ponto de vista e de qualquer professor.
Entretanto, o aluno tem uma cultura anterior à cultura escolar e o significado que ele
dará aos conhecimentos que lhe são apresentados na escola deverá necessariamente se
relacionar com seus conhecimentos prévios.
Uma visão dialógica do ensino pressupõe uma interação efetiva entre duas
formas de conhecimento: o conhecimento comum que é predominantemente expresso
pelos alunos e o conhecimento científico cujo porta-voz é prioritariamente o professor.
É no encontro destas duas culturas que se desenvolve um processo semelhante ao que
acontece na produção do conhecimento científico pelos cientistas. Uma ruptura entre a
impressão primeira do real e o conhecimento construído racionalmente. Em Bachelard o
processo de construção do conhecimento científico se dá através de rupturas
epistemológicas, retificações de erros históricos e numa psicanálise do conhecimento
que visa superar entraves próprios ao pensamento [os obstáculos epistemológicos]3.
O PAPEL DA HISTÓRIA DA CIÊNCIA
PARA UM ENSINO SIGNIFICATIVO
A historicidade do conhecimento é um elemento importante que emerge da
epistemologia de Bachelard e que é também observada numa abordagem dialógica e
participativa como apresentada em Angotti; Delizoicov; Pernambuco (2002) como
forma de produção significativa do conhecimento em ciências. As ciências, como
produção humana, se desenvolvem a partir de uma realidade histórica que tem o homem
como principal ator. E um processo histórico implica sempre em dúvidas, erros,
retificações etc. “Somos o resultado de nossas ilusões perdidas”, diz Bachelard sobre os
nossos erros históricos. O papel da história da ciência no ensino, no caso deste enfoque
didático, não diz respeito ao “uso” desta história como elemento externo à produção do
conhecimento; não se trata apenas de um objeto motivador na sala de aula. A história da
ciência está presente em uma etapa anterior de elaboração didática e responde por
aspectos epistemológicos de identificação dos obstáculos, identificação das rupturas e
3
Os obstáculos epistemológicos são definidos por Bachelard como entraves próprios do pensamento à
aquisição do conhecimento científico: “aparecem no próprio âmago do ato de conhecer como uma espécie
de imperativo funcional, lentidões e conflitos.” Bachelard (2005)
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
788
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
na construção de perfis epistemológicos dos conceitos, com o objetivo claro de
promover situações de impasse, ou de pequenas “revoluções científicas” que despertem
no aluno a possibilidade de novas formas de pensamento. Esta abordagem da história da
ciência traz a tona quase que naturalmente o caráter provisório dos modelos e das leis
científicas. Apresentamos neste trabalho uma indicação de percurso do pensamento para
o conceito de entropia através das concepções históricas do calor e do estudo do
funcionamento das máquinas térmicas, concepções estas que foram historicamente
modificadas no processo de desenvolvimento da teoria do calor.
As retificações históricas dos modelos e teorias e as rupturas epistemológicas
ocorrem através da busca de reparação dos erros. O papel do erro em Bachelard tem por
isso um caráter positivo. O erro é valorizado justamente porque permite avanços na
racionalidade. O erro é parte constituinte do processo de descoberta científica assim
como do aprendizado. Baseamos nossa análise histórica da termodinâmica no ponto de
vista de que, através da explicitação destes erros históricos, poderia sugerir situações de
sala de aula em que estes pudessem passar pelo processo de retificação didática, da
mesma forma que passaram pelo processo de retificação histórica. Em uma abordagem
dialógica do ensino como apresentada por Angotti; Delizoicov; Pernambuco (2002), o
papel do erro assume uma característica semelhante: ele não é gratuito, faz parte de uma
estrutura de pensamento, de um contexto social, de uma vivência experimental e não
pode ser considerado apenas como advindo de uma deficiência cognitiva ou de
formação do aluno. O aluno não quer deliberadamente dar respostas erradas, ele
responde com base numa síntese que faz entre as diversas experiências com as quais é
confrontado e o seu repertório de conhecimentos pré-existentes. Uma proposta de
ensino que procure torná-lo significativo deve, além de identificar estes erros, procurar
promover situações de impasse cognitivo que causem rupturas entre conhecimento
comum e conhecimento científico.
Além do papel importante desempenhado pela história da ciência nesta
abordagem, destacam-se também os objetos tecnológicos e os fenômenos como
promotores do diálogo entre conhecimento científico e conhecimento comum, em um
processo de ensino e aprendizagem. O estudo dos objetos tecnológicos e das
interpretações dos fatos naturais pode servir como elemento de explicitação das formas
não neutras da relação entre sujeito e objeto do conhecimento. Tanto os objetos
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
789
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
tecnológicos como os fenômenos, em uma abordagem dialógica, se configuram como
elementos essenciais a uma estruturação temática dos conteúdos. É a partir da
abordagem temática que o professor pode ter acesso quase simultâneo a aspectos sociais
e cognitivos do conhecimento expresso na fala do aluno. É também através dos temas
que se manifestam as relações entre ciência e história, ciência e sociedade.
UM PERCURSO DIDÁTICO COM BASE
HISTÓRICO/EPISTEMOLÓGICA
O percurso histórico e epistemológico para o conceito de entropia que nos
propomos a construir tem suas raízes nas concepções de ensino e de produção do
conhecimento científico que foram apresentados acima. Não se trata de apresentar
necessariamente uma seqüência didática no sentido em que costumamos encontrar estas
seqüências. Trata-se de tentar recompor um percurso do pensamento a respeito de um
conceito científico sob a ótica de uma epistemologia histórica.
Este percurso histórico e epistemológico tem como base três momentos
históricos e epistemológicos da termodinâmica; o primeiro momento é caracterizado
fundamentalmente por um pensamento empirista, ancorado na construção de máquinas
em um contexto de constante desenvolvimento industrial. O segundo se caracteriza pela
expressão de um modelo positivista do pensamento científico e que tem no conceito de
energia e no seu princípio de conservação os elementos de união entre a mecânica e a
teoria do calor. O terceiro momento histórico e epistemológico se caracteriza pela
tentativa de redução do fenômeno térmico a uma teoria mais fundamental que seria a
mecânica de Newton.
O primeiro momento é essencialmente empirista. A ciência desenvolvida neste
momento do estudo do calor está relacionada prioritariamente ao uso das máquinas a
vapor e à produção de trabalho. O fato de o calor ser concebido como um fluido não
impede o desenvolvimento destas máquinas, nem mesmo a detalhada síntese teórica de
Carnot. As máquinas a vapor eram construídas e operadas por pessoas com pouca ou
nenhuma
educação
científica
formal.
Como
então
poderemos
justificar
epistemologicamente a seqüência didática atual em que as máquinas são apresentadas
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
790
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
como obedecendo a uma seqüência linear que nasce com a noção de temperatura e
culmina com o objeto tecnológico complexo? A máquina a vapor foi o objeto
tecnológico que fez nascer uma ciência do calor e temos hoje a possibilidade de usar
uma máquina moderna para fazer nascer nos alunos o conhecimento da termodinâmica.
Em Carnot se dá a síntese que inicia o tratamento teórico das máquinas térmicas. Os
principais elementos que dão origem às leis da termodinâmica estão contidos nesta
formulação teórica que encerra o primeiro momento histórico epistemológico. Na
perspectiva de um roteiro didático, vemos que Carnot lança as questões fundamentais
que darão seqüência à termodinâmica como ciência: define a máquina térmica de forma
universal, levanta a questão da máxima potência a ser desenvolvida por estas máquinas,
estabelece a independência da potência em relação à substância utilizada e estabelece a
condição universal de rendimento máximo de uma máquina térmica. No ponto de vista
que apontamos neste trabalho, a explicitação das questões [tratadas por Carnot] a partir
de uma perspectiva histórica e epistemológica e sua discussão minuciosa em sala de
aula pode claramente preceder qualquer outra análise no planejamento de uma
seqüência didática.
A passagem do primeiro para o segundo momento se dá a partir da evolução da
discussão sobre a natureza do calor. Existem dificuldades relacionadas à teoria do
calórico desde Rumford; as experiências de Joule e todos os processos de conversão que
estão sendo realizados compõem o momento de ruptura com a noção substancialista do
calor. O segundo momento também encerra um dilema sobre a natureza do calor: uma
forma de energia ou calor como movimento. Este é um problema que na prática de sala
de aula não é sequer mencionado; o calor como movimento já implica em uma teoria
cinética da matéria e o calor como uma forma de energia ainda tem fortes ligações com
o pensamento substancialista. Uma questão crucial lançada por Kelvin explicita a
contradição entre a concepção da natureza do calor utilizada por Carnot e a nova teoria
do calor como uma forma de “efeito mecânico”. Neste momento nasce a idéia de uma
“tendência universal para a dissipação” e esta se constitui em mais uma ruptura na visão
de um universo causal e conservativo. Nasce a necessidade de uma explicação para o
comportamento assimétrico das transformações de energia e das transferências de calor.
Nesse contexto surge o conceito de entropia. Enfatizamos que esta “germinação” do
conceito de entropia se constitui em um elemento primordial numa elaboração de
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
791
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
planejamento didático. As raízes desta formulação estão em Carnot, na condição de
reversibilidade de sua máquina. O conceito de entropia tem, portanto uma origem
estritamente macroscópica que é frequentemente negligenciada nas elaborações
didáticas. A possibilidade de quantificação do calor e sua equivalência com o trabalho
produzido se constitui em mais um salto epistemológico que foi dado na construção da
racionalidade dos processos térmicos.
O que mais caracteriza o segundo momento, do ponto de vista de uma corrente
de pensamento é a crença positivista na obtenção da verdade científica. Este
pensamento permeia ainda nos dias de hoje uma concepção de produção do
conhecimento científico e também a forma como a ciência é ensinada. No pensamento
positivista reside a base das seqüências didáticas lineares, impositivas e a-históricas que
são comuns nos livros didáticos, os quais, como diz Bachelard, são pacientemente
copiados uns dos outros. (2006; p.170)
O terceiro momento histórico e epistemológico do percurso tem como foco
central a redução do fenômeno térmico às leis da mecânica. A forma pela qual o
paradigma newtoneano se impôs no pensamento ocidental e seu enorme sucesso em
descrever o mundo físico lhe dá a autoridade necessária para servir de base teórica para
a ciência do calor. Este era o pensamento secreto ou explícito dos cientistas do século
XIX. A idéia central desde Joule e Clausius, até Maxwell e Boltzmann era reproduzir o
determinismo das leis da mecânica nos processos térmicos. Este programa de pesquisa
apenas não se realizou em sua totalidade dada as dificuldades inerentes à própria
natureza do problema estudado. No ensino de física corrente, a passagem de uma visão
de mundo macroscópica para microscópica se faz com numa mudança de canal na TV
ou como na aplicação de uma ferramenta de zoom numa imagem de computador. No
entanto, esta passagem tem razões científicas para acontecer e uma teoria cinética da
matéria deve dar conta de explicar as manifestações macroscópicas da matéria,
principalmente o comportamento dos gases e da natureza do calor. A questão central
deste momento histórico/epistemológico é a explicação mecânica da irreversibilidade
nos fenômenos naturais. Um percurso didático para a entropia deve considerar a questão
da irreversibilidade como seu elemento norteador desde o início. A irreversibilidade
como uma das manifestações básicas do conceito de energia da mesma forma que é a
sua conservação. A questão não se restringe a simplesmente constatar que a
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
792
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
irreversibilidade existe, mas tratar das tentativas de explicar porque ela existe. Neste
momento, as diferenças entre uma interpretação microscópica e outra macroscópica da
segunda lei crescem em significado, ganham uma dimensão muito mais abrangente do
que a mera definição estatística da entropia. A idéia de que o demônio de Maxwell
coloca as trocas de calor em termos de uma seleção de partículas, faz a passagem entre
um mundo e outro, abre as portas para que professor e aluno se deparem com as
questões fundamentais que envolvem o problema de uma formulação mecânica e
estatística da irreversibilidade. A termodinâmica, neste ponto é a porta de entrada para a
revolução científica que se avizinha e que vai envolver a discussão entre as visões
probabilística e determinista do mundo natural.
O leitor pode notar que os três momentos têm três enfoques da termodinâmica
que podem ser apresentados didaticamente em uma seqüência direta ou não. Sendo que
em cada um, novos elementos são agregados à discussão aumentando o nível de
complexidade. É importante enfatizar que a explicitação das rupturas que o pensamento
científico proporciona em cada momento histórico/epistemológico, em relação ao
pensamento comum, é parte fundamental de um planejamento didático que se pretenda
dialógico e significativo. Se tomarmos os momentos separadamente, temos condições
de traçar estratégias didáticas para os conceitos e fenômenos em diferentes níveis de
ensino e aplicações didáticas. Por exemplo, não há necessidade de uma discussão sobre
a interpretação cinética da segunda lei se nosso objetivo for um curso introdutório de
termodinâmica para técnicos em mecânica de motores. Ao mesmo tempo, em um curso
como este, teremos a possibilidade de transformar o objeto de trabalho do aluno em um
objeto científico desenvolvido e situado historicamente.
Através dos perfis epistemológicos sugeridos por Bachelard, podemos identificar
como os conceitos físicos se desenvolveram no interior de cada momento
histórico/epistemológico e na passagem entre estes. Através de indicações de como
identificar obstáculos epistemológicos em alguns conceitos podemos explicitar as
situações em que o pensamento nos engana e realizar uma tomada de consciência como
parte do processo de psicanálise do conhecimento objetivo. Notamos por exemplo que o
obstáculo substancialista é extremamente persistente no conceito de calor: ele nasce na
concepção materialista do fogo, se desenvolve na noção pré-científica do calórico,
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
793
Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
permanece embutido na idéia racionalista de calor como uma forma de energia e chega
até à discussão entre atomistas e energetistas no final do século XIX.
Sobre a polêmica questão da relação entre entropia e desordem, sugiro evitar a
discussão sobre o que é desordem e se ela existe objetivamente enquanto noção na
física. O tratamento que procuro dar a esta questão se resume ao uso da imagem da
desordem na sua dimensão pedagógica. Considero que esta imagem deve ser usada com
parcimônia e cercada dos cuidados técnicos que garantam o rigor científico do conceito.
Não vemos como essencial, atrelar o conceito de entropia a uma imagem cotidiana.
Trata-se de um conceito complexo, entretanto não é um “bicho de sete cabeças” e por
isto deve ser tratado apenas como mais um conceito complexo da física. A questão não
está concentrada na dificuldade do conceito em si, mas na forma como ele é comumente
tratado nos manuais de física. Existe a tendência psicológica, exaustivamente
demonstrada por Bachelard, de nos acomodarmos a pensamentos familiares, a imagens
chamativas, a experiências fáceis encontradas na nossa vida diária. Entretanto, a tarefa
do ensino científico tem em sua essência a construção da racionalidade, sem a qual não
é possível a mudança efetiva da realidade.
Mudar a realidade não é apenas ser capaz de promover revoluções maiores ou
menores. É principalmente realizar o trabalho cotidiano da busca pela autonomia. É o
esforço formativo do espírito para superar obstáculos internos e externos no caminho da
autodeterminação. É autônomo aquele que é capaz de pensar e modificar o objeto do
seu trabalho, de reproduzir fenômenos conhecidos, e de criar novos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANGOTTI, José André; DELIZOICOV, Demétrio; PERNAMBUCO, Marta M. C. A.
Ensino de Ciências: Fundamentos e Métodos. São Paulo: Cortez, 2002.
BACHELARD, Gaston. A Formação do Espírito Científico. Rio de Janeiro:
Contraponto, 2005.
BACHELARD, Gaston. Epistemologia. Lisboa: Edições 70, 2006.
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
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Um Enfoque Histórico e Epistemológico para o Ensino de Física: o caso da entropia
Este trabalho tem em sua gênese um elemento primordialmente didático.
Embora se trate de uma pesquisa cuja base empírica não tenha sido construída no lócus
da sala de aula, está direcionada de forma a servir como elemento de orientação
didática. Esta orientação se dá no sentido em que o trabalho visa delinear caminhos
históricos e epistemológicos para o ensino da termodinâmica que agreguem elementos
novos à prática do professor. Além dos elementos explícitos como o estudo histórico
dos fatos científicos e a adoção de uma visão epistemológica da ciência, outros
elementos de fundo norteiam a intenção global deste trabalho.
Zanoni Tadeu Saraiva dos Santos
795