O LDF2 foi desenvolvido por dois autores. O primeiro é Aurélio Gonçalves Filho que segundo informações contidas no livro é Licenciado em Física pela Universidade de São Paulo (USP), lecionou ciências e física em escolas públicas e particulares durante quinze anos, é co-autor dos livros de física do Grupo de Reelaboração do Ensino de Física (GREF). O segundo é Carlos Toscano que também é licenciado em Física pela USP, é mestre em educação na área de metodologia de ensino pela Faculdade de Educação da Universidade de São Carlos, professor de física desde 1978 em escolas públicas e particulares. Atuou em diversos projetos de ensino de física e cursos de formação de professores, também foi co-autor do GREF e atualmente é docente do Departamento de Educação da Universidade Estadual de Londrina, PR.
Este livro é dividido em três grandes unidades. A primeira unidade é intitulada “Mecânica” que possui oito capítulos com um total de 116 páginas. A segunda unidade é “Física Térmica e Óptica” sendo estruturado em sete capítulos, totalizando 131 páginas. A terceira recebe no nome de “ Eletricidade e Magnetismo” possuindo três capítulos e um total 104 páginas. A última parte do livro é dedicada a lista de exercícios, gabaritos e capítulos complementares. A tabela 15 apresenta uma descrição quantitativa sobre a distribuição entre unidades, capítulos e páginas.
Tabela 15: Distribuição LDF 2 unidades , capítulos e páginas Unidades Título da Unidade Número de Capítulos Número de páginas Possui unidade de registro?
Unidade 1 Mecânica 8 116 Sim
Unidade 2 Física Térmica e Óptica 7 131 Sim Unidade 3 Eletricidade e Magnetismo 4 104 Sim Capítulos Complementares Cinemática vetorial e escalar; lista de exercícios , gabaritos. 3 85 Sim
A tabela 16 faz referência a estrutura textual que LDF2 desenvolve e com que frequência são apresentados ao longo dos capítulos os textos principais, exemplos exercícios, atividades experimentais, entre outros.
Tabela 16: As seções do LDF 2 e sua distribuição em suas unidades
Codi fic aç ão d as seç õe s Seções Uni d ad e 1 Uni d ad e 2 Uni d ad e 3
[1] Texto principal (títulos e
subtítulos) 8 7 4 [2] Atividade experimental 8 7 4 [3] Texto e interpretação 8 7 4 [4] Exercícios 8 7 4 [5] Questões 8 7 4 [6] Resolução de exercícios 8 7 4
Neste livro podemos observar uma estrutura relativamente canônica, sempre apresentando as seções descritas acima: texto principal, atividade experimental, Box texto e interpretação, exercícios, questões e resolução de exercícios. Estas secções se aproximam do que também é proposto pelo LDF 1, sendo detalhado o que cada uma destas seções indicam e desenvolvem no seu referido LDF.
Na tabela 17 apresentamos fragmentos retirados do LDF 2, representando para este livro nossas unidades de análise, a seleção respeitou os critérios de seleção descritos anteriormente e já discutidos no referencial metodológico.
Tabela 17: Unidades de análise LDF2 Unidades
de Registro
Unidades de Contexto Comentários
7.1.106.1 Com a primeira revolução industrial, o processo de produção foi se alterando, por causa da utilização de máquinas, sobretudo a maquina a vapor. Essa revolução propiciou o aparecimento de um período de rápidas e profundas transformações de ordem social: a formação das grandes cidades em torno das fábricas recém construídas, o surgimento de uma classe operária e os primeiro grandes problemas de poluição ambiental, como o desaparecimento das florestas na Inglaterra. A física também desenvolveu-se bastante nessa época. A compreensão do funcionamento das máquinas envolvia a energia consumida em sua utilização
C: aspectos relacionados ao consumo de energia. T: Descrição das funcionalidades de uma máquina. S: Abordagem do contexto histórico, sociocientífico e ambiental e introdução de um problema social.
7.1.107.2 Precisamos de energia o tempo todo. Obtemos essa energia em pequenos “pacotes”, que fazem rádios, Walkmen, carrinhos de brinquedo, relógios e maquinas fotográficas funcionares. Para suprir esse grande consumo, são necessárias usinas geradoras de eletricidade. Ano após ano, essas usinas aumentam em tamanho, número e variedade: hidrelétrica, termoelétricas, nucleares, eólicas... Infelizmente, cresce também o impacto ambiental.
C: energia consumida T: Informa sobre a necessidade na energia em nossa vida, o quanto somos dependentes de algumas tecnologias associadas ao uso na energia.
S: Ao final cita, porém,
timidamente, a
problemática ambiental.
7.1.108.6 Embora a física não tenha uma definição completa e definitiva para o conceito de energia, seus diferentes tipos ou formas, estão muito bem caracterizados e podem ser calculados. A “contabilidade” da energia – o cálculo de suas quantidades e transformações – é o mais importante na física que sua definição conceitual.
C: O autor prioriza os cálculos matemáticos em função do conceito da energia. C: Matematização do conceito físico.
7.1.109.3 O princípio da conservação da energia constitui uma das grandes generalizações científicas elaboradas no século XIX. A partir dele, todas as atividades humanas – o processo de produção, os meios de
C – T: Contextualização histórica de um conteúdo cientifico associado com o tecnológico.
locomoção, o aquecimento, a iluminação, a alimentação e, portanto, a própria vida – passaram a ter um “denominador comum”: a energia .
7.1.112.2 Energia Cinética; Energia Potencial; Energia Mecânica, Conservação de Energia; Energia Dissipada.
C: Definição Científica
8.1.120.1 Quando você for comprar um
eletrodoméstico, será muito importante saber se o consumo de energia desse aparelho é alto ou baixo, uma vez que isso representará uma conta para pagar. Por isso na hora da escolha, convém levar em consideração não só o preço, mas também o “consumo” do aparelho; ou seja, com que rapidez a energia será transferida e/ou transformada. T: A tecnologia (aparelho elétrico) associada ao consumo. S: Tomada de decisão de cunho individual, penalização individual.
9.1.147.2 A parcela da energia solar que atravessa a atmosfera aquece a Terra, que emite radiação infravermelha. Esta radiação não consegue escapar totalmente para o espaço por causa da atmosfera, que desempenha o mesmo papel do vidro de uma estufa. Sem ela, a Terra seria 30º C mais fria. Como as indústrias, os carros etc. liberam constantemente gases para a atmosfera, alguns cientistas afirmam que, nos próximos 50 anos, poderá haver um aumento de, aproximadamente, um aumento de 2º C na temperatura média do planeta. Isso poderia provocar o degelo das calotas polares, elevando o nível dos mares e inundando regiões mais baixas, e mudanças climáticas, que colocariam em risco a vida de plantas e animais.
C: Explicação do que se trata o efeito estufa e
explicitando sua
importância para a vida na Terra;
T – S: Impactos ambientais relacionados a poluição causada pelo homem.
11.1.181.5 Nas usinas termoelétricas atuais, como nas primeiras máquinas a vapor, o movimento é obtido pelo vapor de água à alta pressão. Mais especificamente, podemos dizer que essas máquinas, embora com diferentes utilizações, têm em comum o fato de transformarem parte da energia interna de um gás sem energia de movimento (de uma roda, de um pistão, de uma turbina). É essa transformação de energia que define o conceito de máquina térmica.
C: Definição de Máquina térmica
T: Tecnologia associada a máquina térmica
18.1.377.6 Usinas e a distribuição de energia elétrica: Usinas de grande porte, como Itaipu, requerem grandes quantidades de água represada e trabalham com vários
T: Explicitação de uma usina hidrelétrica
S:questões socioambientais que permeiam a construção
geradores dispostos lado a lado. A construção dessas usinas exige que se alaguem imensas regiões, provocando graves alterações no ecossistema local, com a extinção de varias espécies animais, tanto aquáticas quanto terrestres
de uma usina e os impactos
causados pela sua
implementação.
18.1.378.3 Usinas e a distribuição de energia elétrica: As usinas termoelétricas queimam combustíveis para funcionar, produzindo o lançamento de gases poluentes na atmosfera local. Além disso, também necessitam ser construídas próximas de rios, dos quais se desvia parte da água, para a liquefação do vapor d’água. A água é devolvida ao rio a uma temperatura mais alta, acarretando prejuízos ao ecossistema local, pois varias formas de vida aquática não resistem a tal variação de temperatura.
T – S: a tecnologia, que se faz necessária, todavia é prejudicial principalmente para o ecossistema.
18.1.379.1 Além dos arriscados acidentes envolvendo essas usinas (nucleares), elas também apresentam a desvantagem de produzir lixo atômico, constituídos de substâncias radioativas, cujas emissões perduram por um longo período.
T – S: A problematização da obtenção de energia a partir de uma usina nuclear
18.1.379.3 Usinas e a distribuição de energia elétrica: Hoje em dia, a construção das usinas geradoras de eletricidade requer um estudo detalhado do impacto ambiental a ser causado na região onde vai ser instalada.
T – S: Construção de usinas para a produção de energia elétrica e sua problemática
socioambiental.
O texto [7.1.106.1] é desenvolvido a partir de um contexto histórico, a Revolução Industrial datada do século XVIII que, por sua vez, proporcionou um avanço grande para a economia local com a mecanização da mão de obra por meio das máquinas a vapor. Isso de fato é abordado no texto. Neste parágrafo também é possível identificar os aspectos socioambientais envolvidos no processo de industrialização com a questão da poluição ambiental, as transformações de ordem social e desaparecimento de florestas. É possível constatar um foco sobre os aspectos ambientais provados pelo contexto sócio-histórico da ciência e da tecnologia (VILCHES e PEREZ, 2011) sendo então caracterizado numa perspectiva CTSA da abordagem da energia.
No trecho [7.1.107.2] os impactos ambientais também são citados, porém pouco problematizados. Há uma ênfase maior na necessidade de se produzir energia para o consumo individual sem grandes problematizações acerca do tema energia. Os aspectos de C&T ganham um maior destaque no texto e por esse fato pensamos que houve uma
tentativa de enxerto CTS (AULER, 2002) acompanhado de uma Visão Reducionista (AULER e DELIZOICOV, 2001). Esta perspectiva também é observada em [7.1.109.3]
Em [7.1.108.6] é feita uma descrição sobre o tema energia que emerge com grande frequência nos LDF analisados que é “ não há uma definição para energia” ou “a energia não pode ser definida”. Apesar deste ser um trecho que indica somente aspectos da ciência, pensamos que historicamente se tornou legitimado por sempre estar presente em materiais didáticos. Ainda neste texto a energia é tratada como algo “quantitativo” e que pode ser “calculado” priorizando neste contexto a matematização do conceito físico da energia. Esta abordagem também é identificada em [7.1.112.2].
No trecho [8.1.120.1] o conteúdo científico é problematizado o conceito de consumo energia através da escolha por eletrodomésticos de alto ou baixo consumo, que possui uma relação direta com o aspecto econômico. Apesar desta atitude representar uma ação para o indivíduo, pensamos que leva a tomada de decisão, porém que não prioriza o coletivo.
Em [9.1.147.2] é enfatizado a importância da energia solar e do processo de retenção de calor advindo deste tipo de energia através do efeito estufa. Este fator positivo do efeito estufa não é frequentemente citado e por isso ganha sua relevância neste trecho. Neste contexto é então problematizado o fenômeno da intensificação do efeito estufa que por sua vez está aumentado a temperatura média terrestre e causando uma série de implicações ambientais. Nesse sentido é possível observar uma abordagem inicial do conteúdo científico para a posterior discussão dos aspectos socioambientais envolvidos sendo caracterizado como Ciências com conteúdo CTS (AIKENHEAD, 1994) numa visão ampliada (AULER e DELIZOICOV, 2001).
Em [11.1.181.5] o tema energia surge com a conceituação dos fundamentos de uma maquina térmica. A relação existente neste trecho é entre a Ciência e a Tecnologia envolvida no processo de transformação de energia. Neste caso, como a discussão social e ambiental não são enfatizadas a perspectiva CTS não pode ser identificada.
Os trechos [18.1.377.6], [18.1.378.3], [18.1.378.3], [18.1.378.3] estão localizados no mesmo capítulo, possuindo em comum o tema central de abordagem, a produção de energia elétrica. É possível identificar a abordagem de diversas formas de se obter energia elétrica, tais como a hidrelétrica, termoelétrica, nuclear ou eólica.
Nestes trechos a problematização dos impactos ambientais causados por cada uma das formas de obtenção de energia elétrica são priorizadas na discussão caracterizando uma abordagem CTSA (VILCHES e PEREZ, 2011; SANTOS, 2011). Com relação a estrutura em que os textos são elaborados, pensamos que se aproxima de um enxerto CTS (AULER, 2002) tendo em vista que os aspectos ambientais são mencionados no contexto de um tema científico central, a produção de energia elétrica.
7.3 O LIVRO DIDÁTICO “ FÍSICA – VOLUME ÚNICO” (LDF3)
O LDF3 Física Volume Único foi desenvolvido pelo professor Alberto Gaspar. Segundo informações contidas no LDF3, o autor é professor de da UNESP (campus Guaratinguetá), é licenciado em física, Mestre em Ensino de Física e Doutor em Educação pela USP.
Este livro é dividido em cinco grandes unidades. A primeira unidade é intitulada “Mecânica” e possui 21 capítulos com um total de 190 páginas. A segunda é “Ondas e Óptica ” sendo estruturada em 10 capítulos, totalizando 56 páginas. O terceiro recebe no nome de “ Termodinâmica” possuindo 6 capítulos e um total 66 páginas. A quarta unidade intitula-se “Eletromagnetismo” e a quinta “Física Moderna”. A última parte do livro é dedicada ao glossário, sugestão de leitura, respostas dos exercícios , siglas escritas ao longo do livro e bibliografias. A tabela 18 apresenta uma descrição quantitativa sobre a distribuição entre unidades, capítulos e páginas.
Tabela 18: Distribuição LDF3: unidades , capítulos e páginas
Unidades Título da Unidade Número de Capítulos Número de páginas Possui unidade de registro?
Unidade 1 Mecânica 21 190 Sim
Unidade 2 Ondas e óptica 10 56 Não
Unidade 3 Termodinâmica 6 66 Sim
Unidade 4 Eletromagnetismo 9 112 Sim
Unidade 5 Física Moderna 1 13 Sim
Glossário Sugestão de leitura
Respostas Siglas
A tabela 19 faz referência a estrutura textual que LDF3 desenvolve e com que frequência são apresentadas ao longo dos capítulos os textos principais, exemplos exercícios, atividades experimentos, entre outros.
Tabela 19: As seções do LDF 3 e sua distribuição em suas unidades
Codi fic aç ão d as seç õe s Seções Uni d ad e 1 Uni d ad e 2 Uni d ad e 3 Uni d ad e 4 Uni d ad e 5
[1] Texto principal (títulos e
subtítulos) 21 10 6 9 1
[2] Para você pensar 21 10 6 9 0
[3] Para você resolver 21 10 6 9 0
[4] Exercícios resolvidos 21 10 6 9 0 [5] Atividade prática 12 10 6 9 0 [6] Atividades em grupo 9 0 0 0 0 [7] Gramática da física 8 4 3 4 1 [8] História 2 2 1 0 1 [9] Cotidiano 2 1 0 0 1
[8] Para analisar e concluir 21 10 6 9 0
No LDF 3 é importante destacar três secções que não foram contempladas ao analisarmos os livros anteriores e são elas: “Para você pensar”, “Gramática da física”
e “Para analisar e concluir”.
A seção “Para você pensar” é estruturada em uma caixa de diálogo que é inserida, normalmente ao longo de um “texto principal” sendo destacado com uma cor de fundo violeta para ganhar uma maior visibilidade em comparação a outros trechos desenvolvidos pelo autor. Nesta seção é proposto ao leitor uma questão. Abaixo podemos observar um exemplo:
Para você pensar: 1) Uma pessoa dormindo tem energia cinética? Explique; 2) Um automóvel percorre uma estrada horizontal com velocidade constante, portanto, sua energia cinética, não varia. Se não há variação de energia cinética, não há realização de trabalho sobre o automóvel. Logo, não há
consumo de combustível. Esse raciocínio esta correto? Explique. (GASPAR, 2005, p. 151)
A seção “Gramática da física” também se destaca por ser apresentado no LDF 3 por um “Box” com uma cor de plano de fundo diferente do texto principal. Esta seção, segundo nossa interpretação, possui o objetivo de desmistificar alguns conceitos errôneos que o senso comum da própria população foi construindo ao longo dos anos. Vejamos um exemplo:
GRAMÁTICA DA FÍSICA: TER FORÇA OU FAZER ENERGIA? Um herói de desenho animado grita: ‘Eu tenho a força!’. Quando as luzes se apagam, é costume dizer que ‘Acabou a força!’. Erros como esse são frequentes em relação a conceitos da física, sobretudo os de força, trabalho e energia. Ninguém pode “ter” força, pois esta é ação e ação não se faz ou se exerce. Quem diz essas frases está confundindo força com energia. O que o herói tem e o que acaba quando as luzes se apagam é energia. Está, sim, pode ter, perder, consumir e também pode acabar. (GASPAR, 2005, p.151) A seção “Para analisar e concluir” refere-se aos exercícios propostos e são apresentados sempre ao final de cada capítulo do LDF3. Este tipo de seção foi anteriormente descrita, porém, destacamos que apesar do autor usar a nomenclatura “para analisar e concluir”, esta seção não de difere do que foi apresentado como “exercícios propostos” no LDF1 e “exercícios” no LDF 2.
Na tabela 20 apresentamos fragmentos retirados do LDF 3, representado para este livro nossas unidades de análise. A seleção respeitou os critérios de seleção descritos anteriormente e já discutidos no referencial metodológico.
Tabela 20: Unidades de análise LDF3 Unidade de
Registro
Unidades de Contexto Comentários
16.9.150.1 O conceito de energia está ligado ao de trabalho e este foi criado para medir a energia. Essa circularidade mostra que a ciência não é capaz de definir energia, ao menos como um conceito independente. É importante lembrar que, embora não se
C – Definição de energia ou a dificuldade de se definir energia e sua relação com o trabalho.
saiba o que é energia, se sabe o que ela não é. Expressões como “captar energia cósmica”, “passar uma energia positiva”, ou semelhantes podem ter significados em alguma área do conhecimento humano, mas não em ciência.
16.1.150.8 Energia Cinética; Energia Potencial; Energia Mecânica, Conservação de Energia; Energia Dissipada.
C – Definição dos
diferentes tipos de energia, Conservação e dissipação. 34.1.352.5 A energia que se transfere de um corpo
para outro por causa apenas da diferença de temperatura entre eles é chamada de calor ou energia térmica.
C – Definição de calor como um tipo de energia.
34.1.353.1 A definição de calor deixa claro que não estamos tratando de uma nova grandeza – calor é energia. Essa identidade entre calor e energia não foi uma conclusão óbvia,
mas resultado de um processo
historicamente demorado.
C - Definição de calor como energia e como este conceito foi constituído historicamente.
46.1.503.1 Energia elétrica: A extraordinária obra de engenharia mostrada na foto da esquerda10 seria indispensável há pouco mais de um século e meio. Não pela grandiosidade, mas pela finalidade. Para que uma nação mobilizaria recursos imensos e milhares de operários para armazenar água, alagando cerca de 1350 km2 de terra, cobrindo 170km do leito de um caudaloso rio e uma de suas mais caras belezas naturais, a cachoeira de sete quedas? A resposta é
C – T: As aplicações da ciência na vida cotidiana e
sua relação com a
tecnologia, que nos auxilia diariamente.
10 A foto citada está presente na página 503 do LDF 3 e faz referência a uma imagem aérea da usina hidreletrica de Itaipu.
inacreditavelmente singela: armazenar energia para fazer girar rodas enormes. 47.1.523.11 Conceito de energia Relativística; energia
da luz; quanta.
C: Definição de energia relativística e sua relação com a física moderna. Podemos observar que o LDF 3 desenvolve o tema energia, na grande maioria dos trechos selecionados, enfatizando apenas os conceitos científicos. Essa abordagem foi identificada em [16.9.150.1], [16.9.150.1], [16.9.150.1], [16.9.150.1], [47.1.523.11]. Não foram identificadas discussões relevantes que problematizassem aspectos de cunho social ou possíveis impactos ao meio ambiente.
No trecho [47.1.523.11] é possível identificar a tecnologia associada ao tema abordado indicando o desenvolvimento de um aparato para acúmulo de energia. O processo citado é o de produção de energia elétrica tendo como principal fonte os recursos hídricos, ou seja, uma hidrelétrica. É indicado pelos autores a grandiosidade do aparato, a necessidade de um quantitativo de mão de obra muito grande e o alagamento de grandes áreas, temas com pontecialidade para serem discutidos os aspectos sociais e ambientais envolvidos no processo, por exemplo, de construção de uma usina hidrelétrica.
7.4 O LIVRO DIDÁTICO “ FÍSICA, CIÊNCIA E TECNOLOGIA – VOLUMES 1, 2 e 3 ” (LDF4)
O LDF 4 foi produzido por dois autores. O primeiro é Paulo Cesar M. Penteado que é professor de Física em cursos pré-vestibulares. O segundo é Carlos Magno A. Torres que é Bacharel em Física pela USP, Mestre em Física e especialista em Engenharia elétrica também pela USP, professor de Física em cursos universitários, pré universitários e professor de Física e Matemática em escolas de Ensino Médio.
Estruturalmente, este livro se difere dos anteriormente analisados por ser divido em três volumes. Cada volume possui duas unidades, que por sua vez são subdivididas em capítulos. Os nomes de cada unidade e sua distribuição em capítulos e página podemos observar na tabela 21.
Tabela 21: Distribuição LDF 4 unidades , capítulos e páginas.
Unidades Título da Unidade N° Capítulos N° páginas Possui unidade de registro?
v.1 Unidade 1 Fundamentos da Ciência Física
2 27 Não
Unidade 2 Força e Energia 6 186 Sim
v.2 Unidade 1 Termologia 2 91 Sim
Unidade 2 Som e Luz 2 105 Não
Unidade 1 Eletricidade e Recursos
energéticos
4 179 Sim
v.3 Unidade 2 Física Moderna 3 65 Sim
A tabela 22 faz referência a estrutura textual que LDF4 desenvolve e com que frequência são apresentadas ao longo dos capítulos os textos principais, exemplos exercícios, atividades experimentos, entre outros.
Tabela 22: As seções do LDF4 e sua distribuição em suas unidades
Codi fic aç ão d as seç õe s Seções Uni d ad e 1 Uni d ad e 2 Uni d ad e 1 Uni d ad e 2 Uni d ad e 1 Uni d ad e 2
Volume 1 Volume 2 Volume 3
[1] Texto principal (títulos e
subtítulos) 2 6 2 2 4
3
[2] O que diz a mídia ! 2 6 2 2 4 3
[3] Você sabe por quê? 2 5 2 2 4 2
[4] Sugestões de leitura 2 6 2 2 4 2 [5] Atividade em grupo 2 6 2 2 3 2 [6] Aplicação Tecnológica 2 6 2 2 4 3 [7] Exercícios resolvidos 2 6 2 2 4 3 [8] Proposta Experimental 2 6 2 2 3 2 [9] Exercícios 2 6 2 2 4 3
No LDF 4 três novas seções são apresentadas e que não foram descritas