FÍSICA DAS RADIAÇÕES: UMA PROPOSTA
PARA O ENSINO MÉDIO
Sousa, Wellington B.a [wellbsousa@usp.br] Pietrocola, Maurícioa [mpietro@usp.br] Ueta, Nobukob [nobuko.ueta@dfn.if.usp.br]
a Faculdade de Educação da USP b Instituto de Física da USP
Resumo
A sociedade vem questionando os conteúdos presentes no currículo de ciências, quanto ao “por que” e “para que” ensiná-los. Isso ocorre também dentro do ambiente escolar, uma vez que muitos estudantes não conseguem visualizar qual a serventia que o aprendizado da ciência pode trazer a eles em seu cotidiano. Isso ocorre atualmente, pois o ensino de c iências tem acontecido de maneira bastante desconexa da realidade de nossos alunos, afinal, este ensino tem apresentado de forma modesta e com poucas inovações temas atualizados para as discussões que ocorrem no ambiente da sala de aula. Diante deste cenário apresentamos neste trabalho uma proposta de atualização curricular do ensino de ciências através da inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea, com base na proposta curricular inserida nos PCNEM e PCNEM+ para a disciplina de Física. Esta proposta consiste em apresentar uma seqüência didática de um curso de Física das Radiações voltado ao Ensino Médio, onde se utilizam as noções de “marcadores” e “marcadores -estruturantes”, desenvolvidas no contexto da teoria da Transposição Didática de Chevallard e nos trabalhos de Brockington e Siqueira , para delinear as atividades que acreditamos serem essenciais para que esta nova seqüência de ensino seja exeqüível. Acreditamos desta forma, que a noção dos marcadores-estruturantes possa auxiliar muito na elaboração de outras propostas que visem à inovação curricular. Além disso, com o auxílio da Transposição Didática e a partir dos marcadores-estruturantes, mostramos que é possível conduzir uma análise da própria estrutura criada para a seqüência didática, além de permitir estabelecer quais são as atividades estruturantes de um curso.
Palavras-chave: Física Moderna e Contemporânea, Física das Radiações,
Transposição Didática.
Introdução
Dentro do ensino de ciências, mostrar a importância da Física e do seu papel em nosso cotidiano tem se tornado um desafio para nós educadores, tendo em vista que nos muitos avanços tecnológicos atuais, utiliza-se de conceitos da Física. Pensando desta forma, é inaceitável que no ensino de c iências, principalmente, no
ensino de física, esta consiga proporcionar desenvolvimento , comodidade e vantagens para homens comuns, sem eles continuarem a ter muitas vezes, a mínima idéia do por que e de como aplicar essas tecnologias e informações às suas vidas, sendo muitos considerados apenas, usuários de todo esse desenvolvimento, porém alienados aos conhecimentos que proporcionaram tais construções.
Isso se deve em parte aos currículos de ciências aplicados nas escolas, alvos de críticas há algum tempo por parte de políticos e agentes ligados à educação, que procuraram através de reformulações a melhoria do ensino em nossas escolas. Essas críticas podem ser constatadas nos Parâmetros Curriculares Nac ionais do Ensino Médio (PCNEM e PCNEM+) e nas Diretrizes Curriculares do Ensino Médio (DCNEM) e buscam uma maior atualização do currículo na tentativa de fazer a educação ser voltada para o dia a dia, ou seja, mais atualizada, além de possibilitar ao cidadão o desenvolvimento de habilidades e competências para a sua vida e o exercício de sua cidadania, como estão descritos nos PCNEM:
“Espera-se que o ensino de física, na escola média, contribua para a formação de uma cultura científica efetiva, que permita ao indivíduo a interpretação dos fatos, fenômenos e processos naturais, situando e dimensionando a interação do ser humano com a natureza como parte da própria natureza em transformação”. (Brasil, 1999, p. 229)
Assim, podemos constatar na Física levada para a sala de aula, conteúdos e conceitos focados em resolução de exercícios, exercícios estes meramente repetitivos, pouco ou quase nada relacionados com a vivência do aluno, descontextualizados e não condizentes com o seu tempo, pois continuamos ensinando a Física de séculos atrás, mas vivendo em um mundo moderno, rodeado de tecnologias e, cujo desenvolvimento da Ciência, principalmente da Física, tem proporcionado uma nova (r)evolução dos objetos ao nosso redor.
Então, por que não trazer tópicos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) para sala de aula, em particular, a Física das Radiações, para alunos do Ensino Médio? O tema é pertinente, pois além de contemplar tópicos relacionados com a FMC, também se encontra entre as recomendações oferecidas nos PCNEM+, no tema matéria-energia, sendo este o quinto tema estruturador do ensino de física. Não se trata de um modismo, mais sim, de uma necessidade, de forma a tornar a escola um local de discussões e reflexões acerca dos objetos que tem contribuído para a melhoria e avanço de nossa sociedade, além de fornecer aos alunos uma nova visão da Física, como afirma Siqueira:
“Desta forma, a inserção da FMC faz-se necessária, para conceder aos jovens, uma nova possibilidade de leitura da natureza, contrastando com a leitura, a partir da Física Clássica. Aliás, isso pode ser um ponto favorável ao ensino de FMC no E.M., ou seja, através dessa Física, pode -se mostrar uma outra face da natureza, que é desconhecida pelo jovem, tornando-a assim, mais atrativa por não ter sido ainda explorada. Além do mais, ela pode contribuir para uma visão menos linear e acabada da Física, que normalmente é passada aos alunos”. (SIQUEIRA, 2006, p. 8)
Essa motivação e preocupação em trazer tópicos de Física Moderna e Contemporânea para a sala de aula já foram compartilhados também por outros
pesquisadores como Ostermann (2000), Moreira (2001), Silva (2002), Canato (2003), Ferreira (2004), Brockington (2005) e Siqueira (2006), que já há algum tempo tentam chamar a atenção para a inserção desse tópico no ensino básico brasileiro, como aponta, por exemplo, Brockington:
“Como o Ensino Médio passa a ser a única forma de escolarização formal em Física, ao não se tratar de FMC priva -se o futuro cidadão, em face de tudo que foi discutido anteriorme nte, de tomar conhecimento desta nova maneira, criada pelo homem, de compreender e prospectar a realidade ”. (BROCKINGTON, 2005, p. 15)
Um outro aspecto bastante relevante para justificar essa inserção, está no fato de ao olharmos os conteúdos de Biologia e Química no Ensino Médio, vêem-se nitidamente, tópicos modernos dessas áreas já sendo utilizados no ensino dessas respectivas áreas do conhecimento nas salas de aula do Ensino Médio. Analisando de uma forma geral os livros destas disciplinas, podemos ver assuntos que tratam do genoma, a estrutura do DNA, fotossíntese, níveis de energia nas camadas eletrônicas, spin dos elétrons, entre outros temas . Todos esses conteúdos fazem parte de uma ciência moderna, desenvolvida no século XX, já sendo usados em sala de aula nas discussões que ocorrem nas disciplinas citadas anteriormente, mas infelizmente não vemos ainda, tópicos ligados a Física desse século nas discussões feitas no Ensino Médio.
Desta forma, é necessária uma proposta de reformulação e inovação dos currículos de Física na escola média. Um currículo novo e atento a um maior aprimoramento dos conhecimentos dos alunos em sintonia com as novas teorias e tecnologias. Assim, propomos a inserção de conteúdos de FMC, particularmente, de Física das Radiações, na pretensão de poder colaborar nessa atualização do currículo escolar, atraindo o jovem para um conhecimento maior da Ciência, e assim, ter uma outra forma de (re)conhecer o mundo ao seu redor, fornecendo mecanismos e ferramentas para lhe proporcionarem, enxergar o seu cotidiano com outros olhos.
A proposta do curso de Física das Radiações
Vivemos em um mundo onde estamos a todo tempo sendo bombardeados pelas mais diferentes radiações, radiações estas que compõem o chamado espectro eletromagnético. Dentro deste espectro as radiações possuem diferentes comprimentos de onda, freqüência e energia, características as quais permitem diferenciá-las quanto ao seu caráter ionizante e não-ionizante, sensibilização de nossos sentidos e aplicações das mais diversas em nosso cotidiano.
Desta forma, evidenciamos a importância das radiações em nossas vidas, afinal, parte significativa da luz (radiação eletromagnética visível) recebida por nós é oriunda de reações de fusão nuclear no interior do Sol, e estas favorecera m o surgimento de condições para existência de vida em nosso planeta. Seria possível então imaginar nosso planeta sem a radiação solar? Quais seriam as conseqüências de sua falta?
Diante disso, ressaltamos a relevância do estudo das radiações no currículo escolar, não só porque este seja um tema contemplado nos PCNs, mas também pela necessidade de compreendermos os avanços que temos hoje em função da aplicação deste conhecimento no chamado mundo do “wireless”, ou traduzindo para nossa língua pátria, o mundo “sem fio”, onde a transmissão das informações ocorre via ondas eletromagnéticas, as mesmas já utilizadas para a transmissão das TVs e rádios AM e FM, mas que agora permitem a conexão entre equipamentos como computadores, celulares, notebooks, e muitos outros objetos, isso sem falar no bluetooth, o ícone atual das radiações que permite a troca de informações entre diversos dispositivos num raio de até 10 metros. Mas como isso é possível? Seria este bluetooth uma nova forma de radiação? Estes questionamentos são exatamente aqueles que os nossos alunos estão nos fazendo hoje, e por que não trazer esse tema para a sala de aula? O que está faltando?
Infelizmente, são inexistentes ou poucas, as tentativas de inserção de tópicos relacionados às radiações em nossas salas de aula, seja pelo desconhecimento por parte dos professores acerca do assunto, seja pela falta de material disponível e/ou atividades que possibilitem essa inserção. Assim, a inserção de tópicos de Física das Radiações como uma proposta para o Ensino Médio está centrada na possibilidade de atualização e inovação curricular, trazendo tópicos de uma Física mais contemporânea para as salas de aula onde se pode contemplar um outro mundo, um mundo onde muitas vezes não conseguimos visualizá-lo, como o das radiações corpusculares e de radiações eletromagnéticas como os raios infravermelhos e raios X.
Assim, é feita uma proposta de inserção da Física das Radiações através de uma seqüência didática (curso) elaborada para ser desenvolvida durante um bimestre , na terceira série do Ensino Médio. A proposta contempla o espírito investigativo e reforça o uso do método científico, de maneira a incentivar e despertar em nossos alunos uma mudança de comportamento durante as aulas, propiciando uma maior participação e interação entre os alunos e o conhecimento, como aponta Lorieri:
“O investigar é inerente à vida animal e muito mais à vida dos animais humanos, os ditos racionais. O pensar investigativo é inerente aos seres humanos: investigamos porque necessitamos de ssa função para nossa sobrevivência e para que possamos realizar escolhas acertadas em nossas vidas”. (LORIERI, MARCOS, 1999, p. 74)
A escolha dos conteúdos e a seqüência didática do curso
Partindo-se do objetivo de trazer uma nova visão da natureza e do mundo das radiações, necessitamos selecionar os conteúdos para a elaboração desta nova seqüência didática. Para nos auxiliar nessa tarefa, inicialmente consideramos os estudos de Astolfi & Develay (2006). Estes autores apontam que:
“O valor intrínseco de um conteúdo nunca é suficiente para fundar sua inserção didática, mas esta depende também de um projeto educativo que conduz a uma seleção entre as várias possibilidades”. (ASTOLFI & DEVELAY, 2006, p. 51)
A partir disso, constatou-se a falta de um consenso nas pesquisas em ensino da FMC, onde não foi possível identificar qual a melhor abordagem metodológica, causando dúvidas sobre qual seria a melhor maneira de inserir este tópico, ou seja, qual o norteador metodológico para a inserção da FMC.
“[...] pode-se verificar que, além de ser um tanto escassa a literatura a respeito de questões metodológicas sobre o ensino de FMC nas escolas, há várias divergências a respeito de que caminho deve ser tomado”. (OSTERMANN & MOREIRA, 2000, p.9)
Contudo, três vertentes apontadas por Ostermann & Moreira (2000), indicam a exploração dos limites clássicos, a não utilização de referências aos modelos clássicos e a escolha de tópicos essenciais, como possíveis caminhos a serem seguidos. Chegamos assim, a uma abordagem que favorece o uso de modelos clássicos, na linha de um trabalho feito por Arons (1990). Esse autor defende uma idéia onde poucos conceitos de FMC devam ser ensinados no Ensino Médio, tendo como objetivo levar apenas alguma percepção aos alunos sobre esses conceitos, colocando a Física Clássica como um alicerce de sustentação para a abordagem dos tópicos da Física Moderna, ou seja, buscando elementos na Física Clássica essenciais para compreensão desta nova Física.
A partir dessas considerações , foram escolhidos os tópicos que seriam transpostos para a sala de aula, e o início do curso. Assim, a seqüência foi elaborada a partir dos seguintes temas: radiação eletromagnética, onde se discutem as diversas radiações presentes em seu espectro; radiações corpusculares , onde se apresentam as radiações formadas por partículas; interação da radiação com a matéria e seus efeitos, onde se procuram caracterizar as radiações quanto ao caráter ionizante e não-ionizante; e finalmente, os detectores de radiação, onde se tratam dos mecanismos e dispositivos usados para “enxergar” estas radiações.
Com essa escolha conseguimos determinar tópicos como campo eletromagnético, radiação eletromagnética, força elétrica e magnética e carga elétrica, pertencentes à chamada Física Clássica, imprescindíveis para o curso. Desta forma, pretendeu-se criar condições favoráveis para inserir a Física das Radiações no Ensino Médio.
Optamos então, por mostrar os aspectos fundamentais dos saberes clássicos citados anteriormente, o comportamento de seus modelos, bem como o processo de criação científica, já no início do curso, assim acreditando ser esta a forma pela qual, os alunos pudessem notar a diferença entre os modelos clássicos presentes em sala de aula e os modelos da F MC que estavam sendo inseridos.
Com uma abordagem fenomenológica-conceitual1 para guiar o nosso trabalho, conseguimos abrir um maior número de opções e adequar melhor nossa abordagem pedagógica ao perfil dos alunos e ao andamento do curso. Com isso recorremos também ao uso da História da Ciência e outros recursos para a construção dos conceitos da Física das Radiações, como, por exemplo, animações e simulações.
Após estas considerações, o curso foi previsto para ter uma duração de 20 aulas, número este correspondente a um bimestre do ano letivo, aproximadamente.
1
Fenomenológico por propiciar a criação de uma nova percepção, e conceitual na medida em que os fenômenos escolhidos devem ser suficientemente simples (elementares) e dirigidos de forma a que a essência semântica dos (primeiros) conceitos envolvidos fique evidente (GRECA & MOREIRA, 2001, p. 446)
Optou-se por desenvolvê-lo na terceira série do Ensino Médio, preferencialmente no terceiro bimestre, pois acreditamos que os conceitos da Física Clássica já pudessem ter sido trabalhados até esse período. Assim, a seqüência didática escolhida ficou definida da seguinte forma para o curso de Física das Radiações: 1- Radiação eletromagnética; 2- Radiação corpuscular; 3- Interação das radiações com a matéria; 4- Detectores de radiação.
Percebe-se a divisão do curso em quatro blocos, onde em cada bloco temos atividades de caráter investigativo e textos que auxiliam a sistematização dos conceitos. Assim, decidimos partir de uma fenomenologia mais próxima possível da vivida pelo aluno, acreditando que com isso, possamos despertar maior interesse deles em conhecer o conteúdo a ser desenvolvido.
A Transposição Didática e o uso dos Marcadores
Ao se propor um curso, é imprescindível saber quais elementos são essenciais para a sua elaboração e execução. Seleção de conteúdos, recortes e elaboração de atividades, são etapas normalmente usadas na elaboração de um curso. Entretanto, como garantir a exeqüibilidade da seqüência didática proposta, seu sucesso e a perpetuação no ambiente escolar, ou na linguagem da Transposição Didática, a existência do caráter terapêutico? É desta forma que optamos por usar as noções de “marcadores” e “marcadores-estruturantes”, elaboradas no contexto da teoria da Transposição Didática, para delinear as atividades que acreditamos serem essenciais para que esta nova seqüência de ensino seja executável.
Primeiramente, a Transposição Didática foi formulada originalmente pelo sociólogo Michel Verret2, em 1975. Em 1980, o matemático Yves Chevallard retoma essa idéia e a insere num contexto mais específico, tornando-a uma teoria e com ela analisando questões importantes no domínio da Didática da Matemática. Em seu trabalho, Chevallard (1991) analisou como o conceito de “distância” nasce no campo da pesquisa em matemática pura e acaba reaparecendo, modificado no contexto do ensino de Matemática. Assim, para Chevallard:
“A Transposição Didática pressupõe a existência de um processo, no qual um conteúdo do saber tendo sido designado como saber sábio quando sofre, a partir daí, um conjunto de transformações adaptativas que o levam a tomar lugar entre os objetos de ensino. O trabalho em tornar um objeto do saber a ensinar em objeto do saber ensinado é denominado Transposição Didática”. (Chevallard, 1991, p.45)
A Transposição didática é para Chevallard um instrumento eficiente para analisar o processo através do qual o saber produzido pelos cientistas, denominado por ele como “Saber Sábio”, se transforma naquele contido nos programas e livros didáticos, chamado por ele como “Saber a Ensinar” e, principalmente, naquele que realmente aparece nas salas de aula, chamado então como “Saber Ensinado”.
Chevallard se propõe a analisar as modificações sofridas pelo saber produzido pelo “sábio” (o cientista) até este ser transformado em um objeto do saber escolar,
2Verret introduziu o termo transposição didática em sua tese Le Temps de Études, defendida em 1975, na
apontando características para que o saber possa sobreviver no nível do saber a ensinar. Para ele, as características são: o saber tem que ser consensual3, o saber deve buscar uma atualização4 (moral e biológica), o saber tem que ser operacional5, o saber deve permitir uma criatividade didática6 e o saber tem que ser terapêutico7.
Dentro da Transposição Didática, Brockington (2005) e Siqueira (2006), desenvolveram a noção de marcador. A idéia de marcador foi elaborada por Brockington (2005) para estruturar e analisar uma seqüência didática sobre o comportamento dual da luz:
“O termo marcador foi cunhado durante nossas reflexões sobre a necessidade de buscar novos rumos para a inserção da FMC nas salas de aula. Por tratar-se de um “terreno ainda não desbravado”, nosso trabalho, ana logamente, se assemelhava à abertura de trilhas. Com isso, seria preciso deixar marcadores pelos caminhos que criávamos, para indicar se deveriam, ou não, serem posteriormente seguidos”. (BROCKINGTON, 2005, p.158)
Os “marcadores” ficaram definidos como os principais saberes necessários para estabelecer as ligações entre os vários conceitos constituintes de uma nova estrutura criada. Estes saberes também devem ser aqueles onde ao serem analisados sob a perspectiva das Regras da Transposição Didática, estarã o mais adequados a serem transpostos e, principalmente, mais aptos a sobreviver nas salas de aulas.
Assim, estes “marcadores” atuariam como pontos de intersecção da nova estrutura gerada, permitindo, por exemplo, refazer os trajetos que unem os conceitos, bem como fornecer indícios sobre outros caminhos. Desta forma, todos os novos conceitos inseridos na estrutura do novo saber, bem como as atividades, devem sempre se adequar a estes marcadores, aumentando as chances de sobrevivência no ambiente escolar, va lidando estes saberes segundo a Transposição Didática pela existência de um caráter terapêutico.
Essa noção de marcador é adequada para analisar seqüências didáticas, pois estruturam propostas de cursos. Contudo, os marcadores, além de demarcar um caminho num campo em exploração, também explicitam atividades denominadas estruturadoras. Essa denominação é bastante adequada, afinal quando combinadas caracterizam e estruturam um curso. A noção de marcadores de Brockington (2005), então evoluiu para a noção de “marcadores -estruturantes”, utilizada no trabalho de Siqueira (2006) para definir aquelas atividades, classificadas de alicerces de uma nova seqüência didática, aquelas não passíveis de modificação, pois assim, corre-se o risco de descaracterizar o curso proposto.
3
O saber que vai chegar à sala de aula não pode apresentar dúvidas sobre seu status de “verdade”.
4 O saber que chega à escola reflita, da melhor maneira possível, o estágio atual de desenvolvimento da
pesquisa. Com isso, a atualização se apresenta de duas maneiras: Atualidade moral, ligada ao currículo, e Atualidade biológica, ligada diretamente a sua área de conhecimento.
5
O saber que vai para sala de aula tem que ser capaz de gerar algum tipo de atividade, como exercícios, tarefas ou algum tipo de trabalho que tenha como objetivo a conceituação do saber.
6
Essa característica implica na criação de atividades de uso exclusivo da escola, ou seja, objetos que não possuem similares no Saber Sábio, tornando-se criações que têm existência garantida somente na sala de aula.
7 O saber tem que mostrar uma adaptação ao sistema didático, ou seja, só permanece na escola aquele saber
Desta forma, um curso é formado de atividades -estruturantes, estas corresponderiam à parte rígida do curso, enquanto as demais atividades corresponderiam à parte flexível. As modificações podem ocorrer somente na parte flexível, sem romper com os objetivos iniciais do curso.
Assim, temos os “marcadores -estruturantes”, sendo materializados em atividades que julgamos serem essenciais para a estrutura do curso. Juntamente com eles, existem outras atividades que ajudam a lidar com as muitas dimensões do processo de ensino-aprendizagem da sala de aula, como a operacionalidade, a avaliação, a motivação, entre outros fatores. Estas, porém, não são pensadas como estruturadoras, porém são essenciais para o gerenciamento do cotidiano escolar. Desta forma, são as atividades estruturantes juntamente com as demais atividades que fornecem uma solidez, confiança, validade moral e biológica ao curso proposto. Esses critérios determinam as chamadas “Regras da Transposição Didática”, definidas por Astolfi8 (1997). Assim, como os “marcadores”, os “marcadores-estruturantes” servem como ponto de intersecção entre os diversos elementos de um curso.
A idéia de se ter na estrutura do curso uma parte rígida, ou seja, uma parte não passível de ser modificada está ligada diretamente à Física como saber de referência, onde os conceitos centrais presentes nesta estrutura denominados de Saber a Ensinar (curso) possam ser reconhecidos pelo Saber Sábio (saber produzido na Física), como prevê a Transposição Didática. Além disso, é necessário que exista no curso uma outra parte, esta, porém , flexível, que pode ser alterada, pois está diretamente ligada ao sistema de ensino, onde é a figura do professor que precisa fazer adaptações do conteúdo, levando em conta o projeto escolar e o aprendizado dos seus alunos.
Assim, com a noção de “marcadores -estruturantes”, diversos cursos podem ser gerados com uma estruturação coerente contemplando o conhecimento físico, ao mesmo tempo em que se insere uma seqüência didática adequada e lógica. Nesta construção, o professor é um agente importante dentro de todo o processo, como aponta Carvalho:
“Nenhuma mudança educativa formal tem possibilidade de sucesso se não conseguir assegurar a participação ativa do professor, ou seja, se, de sua parte, não houver vontade deliberada da aceitação e aplicação dessas novas propostas de ensino”. (CARVALHO, 2004, p.8)
Definindo os Marcadores-Estruturantes no curso de Física das Radiações
Para a seqüência didática do curso de Física das Radiações, o uso dos marcadores-estruturantes permitiu definir os alicerces do curso, isto é, as atividades essenciais da proposta. Essa proposta foi desenvolvida e aplicada em 2006, na terceira série do Ensino Médio de uma escola pública, da zona sul de São Paulo, e a
8
O termo regra apresentado por Astolfi (1997) se apresenta com o significado de atributo apresentado pelos saberes. Porém, esses atributos somente são destacados depois do processo de transformação do saber já ter sido “processado”, e não antes. As regras definidas por Astolfi para validar a Transposição Didática são: Regra I- Modernizar o saber escolar; II- Atualizar o saber escolar; III- Articular o saber novo com o antigo; IV - Transformar um saber em exercícios e problemas; V- Tornar um conceito mais compreensível.
análise de toda a estrutura do curso e dos marcadores está em fase final de conclusão, porém com resultados parciais demonstrando a eficácia do uso dos marcadores-estruturantes. A seguir, iremos relacionar a escolha dos marcadores do curso e justificar com base nas “Regras da Transposição Didática” essas escolhas.
O “primeiro marcador-estruturante” do curso de Física das Radiações foi escolhido para servir de porta de entrada do curso, no sentido de estar o mais próximo do cotidiano dos alunos e ainda possibilitar o desenvolvimento de todo o restante do mesmo a partir da sua inserção. Assim, a atividade que materializa o primeiro “marcador-estruturante” foi denominada de análise da chama de uma vela. Assim, inicia -se a seqüência com a discussão sobre as cores presentes na chama de uma vela, que é essencial para desvendar o espectro eletromagnético visível, a diferença de temperatura e energia que temos em cada região da chama, além de possibilitar a introdução da discussão sobre os fótons da luz.
A partir desta atividade, iniciamos o estudo do espectro eletromagnético e começamos a estabelecer critérios para diferenciar as radiações presentes no espectro eletromagnético, critérios estes importantes para a análise de todas as radiações constituintes do espectro , permitindo caracterizá-las através de sua freqüência e energia. Como conteúdo para o Ensino Médio, a atividade possibilita levar aos alunos um maior conhecimento sobre a luz visível e a radiação eletromagnética como resultado da interação entre os campos elétrico e magnético, além de relacionar as características de uma radiação eletromagnética como, comprimento de onda, freqüência e energia, fornecendo instrumentos para os alunos enxergarem os objetos ao seu redor de uma forma mais apurada.
A princípio, a escolha desta atividade como sendo a inicial da proposta, apareceu de uma forma bastante empírica, resultado da experiência do autor na elaboração da proposta, baseando-se nos objetivos a serem alcançados. Após a aplicação da atividade, e mais tarde com a análise da proposta como um todo, utilizando as regras da Transposição Didática, verificou-se grande êxito em sua execução, mostrando-s e adequada a receber o título de primeiro marcador-estruturante, pois a atividade inicial permitiu dar um encadeamento lógico a seqüência, dando um caráter consensual, biológico e moral ao curso proposto. Além disso, permitiu a inserção de critérios para diferenciar as diferentes radiações presentes no espectro eletromagnético, critérios estes usados em toda a seqüência didática.
O “segundo marcador-estruturante” foi estabelecido como uma atividade que envolve os raios X. Inicia-se a discussão sobre a descoberta dos raios X e da radioatividade, sendo esta essencial para desvendar a estrutura da matéria, em particular do átomo. Apesar de outras investigações terem contribuído para a descoberta da estrutura atômica, foram as investigações e descobertas dos raios X e da radioatividade, as precursoras para a abertura de portas para o desenvolvimento de novas áreas da Física, como por exemplo, a Física Atômica e a Física de Partículas. Do ponto de vista das regras da transposição didática, esta atividade foi escolhida como um marcador-estruturante, pois apresenta uma operacionalidade, indícios da terapêutica e criatividade didática na análise preliminar já realizada.
A estabilidade nuclear corresponde à atividade materializadora do “terceiro marcador-estruturante ”. Esta atividade foi determinada como um novo marcador porque além de fazer uso de um modelo para explicar a estabilidade entre prótons e
nêutrons no interior do núcleo atômico, também permite caracterizar os elementos radioativos (instáveis) presentes na tabela periódica e na natureza. É assim, uma atividade introdutória ao estudo da radioatividade e das emissões radioativas emitidas por certos elementos, caracterizando uma outra classificação para as radiações, as chamadas radiações corpusculares.
Como conteúdo para o Ensino Médio, essa atividade apresenta para os alunos uma nova interação da natureza, a chamada interação forte. Ela acaba explicando de forma plausível a estabilidade do núcleo atômico, rompendo com a concepção onde partículas de mesmo sinal somente podem sofrer força do tipo coulombiana, de caráter repulsivo, além de permitir o estabelecimento de um critério para os quais alguns núcleos atômicos sejam estáveis, enquanto outros, não. Do ponto de vista das regras da transposição didática, esta atividade foi escolhida como um marcador-estruturante, pois apresenta uma operacionalidade, indícios da terapêutica e criatividade didática.
Para finalizar a proposta, levando em conta os objetivos traçados inicialmente, conseguimos estabelecer o “quarto marcador-estruturante ” e último do curso de Física das Radiações. Esta atividade ressalta o uso dos detectores de radiação, permitindo aos alunos o contato com mecanismos e dispositivos usados para detecção dos diversos tipos de radiações , sejam elas eletromagnéticas ou corpusculares. Como conteúdo para o Ensino Médio, essa atividade apresenta para os alunos o contador Geiger e os cintilômetros, além de apresentar o uso de câmaras de nuvens e bolhas, e das emulsões fotográficas usadas para visualizar o rastro das radiações cósmicas.
Desde o início com o primeiro marcador, encaminhamos as discussões, atividades e o desenvolvimento do curso de Física das Radiações , de maneira a encaminhar o fechamento do curso com a discussão sobre como detectar as radiações e os instrumentos disponíveis para fazer essa verificação. Assim, procuramos fornecer aos alunos a oportunidade de perceberem os detectores naturais em nosso corpo para algumas radiações, como por exemplo, nossos olhos, adaptados a detectar a radiação visível, e a pele, responsável pela detecção da radiação infravermelha, além da necessidade de outros detectores para “visualizar” as radiações invisíveis aos nossos sentidos . Do ponto de vista das regras da transposição didática, esta atividade foi escolhida como um marcador-estruturante, pois apresenta indícios da terapêutica, criatividade didática e atualização moral.
Conseguimos ass im, definir os “marcadores-estruturantes” da proposta de ensino para a Física das Radiações, acreditando que além de explicitarem os principais elementos de uma proposta sobre o conteúdo radiações , ainda acabam fornecendo um encadeamento lógico e didático para a seqüência didática escolhida.
Considerações Finais
A Física das Radiações abrange uma grande quantidade de conhecimentos, conhecimentos estes utilizados das mais diversas maneiras, pela nossa sociedade tecnológica. A falta de propostas para sua inserção é clara. Assim, a proposta de um curso de Física das Radiações para o Ensino Médio é algo bastante pretensioso, porém fornece um material bastante rico para professores trazerem para a sala de
aula, discussões da Física Moderna e Contemporânea e quem sabe , promover uma inovação curricular.
Como determinar se esta seqüência didática é exeqüível ou não, pode ser ainda mais pretensioso, mas com o auxílio dos “marcadores -estruturantes”, desenvolvidos com base nas idéias da Transposição Didática, é possível definir um caminho a ser seguido para uma seqüência didática ter êxito. Conseguimos, até a presente análise feita, obter um relativo sucesso com essa proposta de inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio.
É bastante prováve l que a noção de “marcadores -estruturantes” possa auxiliar muito na elaboração de outras propostas que visem à inovação curricular. Enquanto isso, os “marcadores-estruturantes” tem se revelado de grande utilidade no momento da estruturação de seqüências de ensino. Além disso, com o auxílio da Transposição Didática, a partir deles, está sendo possível conduzir uma análise da própria estrutura criada, além de permitir estabelecer quais são as atividades estruturantes de um curso, possibilitando que ele seja e xeqüível.
Referências
ASTOLFI, Jean Pierre e DEVELAY, Michel. A Didática das Ciências. 10ª ed. Campinas: Papirus, 2006.
ASTOLFI, Jean Pierre et al. Mots-clés de la didactique des sciences. Pratiques Pèdagogies, De Boeeck & Larcier S. A. Bruxelas, 1997.
BRASIL. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Ministério da Educação. Secretária da Educação Média e Tecnológica. Brasília, 1999.
BRASIL. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos
Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Ministério da Educação - SEMTEC, Brasília, 2002.
BROCKINGTON, Guilherme. A Realidade escondida: a dualidade onda-partícula
para alunos do Ensino Médio. São Paulo, curso de pós-graduação em ensino de
Ciências - USP, 2005. Dissertação de mestrado.
CANATO JR, Osvaldo. Texto e contexto para o ensino de física moderna e
contemporânea na escola média. Dissertação de mestrado, 2003. Instituto de
Física - Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo, São Paulo.
CARVALHO, A. M. P; GIL-PEREZ, D. Formação de professores de ciências. São Paulo: 6ª ed. Cortez, 2001.
CARVALHO, A. M. P. Critérios Estruturantes para o Ensino das Ciências. Ensino de Ciências: unindo a pesquisa e a prática. Pioneira Thomsom Larning, São Paulo, 2004.
CARVALHO, A. M. P.; VANNUCHI, Andéa. O currículo de Física: inovações e
tendências nos anos noventa. Investigações em Ensino de Ciências. Porto Alegre,
V.1, n.1, p.3-19, abr.1996.
CHEVALLARD, Yves. La Transposición Didáctica: del Saber Sabio al Saber
FERREIRA, Andréia Alves . Ensino de Física das Radiações na Modalidade EJA:
Uma Proposta . Dissertação de mestrado, 2005. Instituto de Física - Faculdade de
Educação da Universidade de São Paulo, São Paulo.
GRECA, Ileana Maria; MOREIRA, Marco Antônio. Uma revisão da literatura sobre
estudos relativos ao ensino da mecânica quântica introdutória. Investigação em
ensino de ciência. Porto Alegre: V.6, N.1, março de 2002.
LORIERI, Marcos. Aprender a investigar na educação básica. In: Eccos - Revista científica. Centro Universitário Nove de Julho (UNINOVE). São Paulo: v.1, n. 1, dez. 1999, p. 74.
OSTERMANN, Fernanda; MOREIRA, Marco Antônio. Uma revisão bibliográfica
sobre a área de pesquisa “física moderna e contemporânea no ensino médio”.
Investigação em ensino de ciência. Porto Alegre. v.5, n.1, março 2000.
OSTERMANN, Fernanda; MOREIRA, Marco Antônio. Atualização do currículo de
Física na escola de nível médio: um estudo desta problemática na perspectiva de uma experiência em sala de aula e da formação inicial de professores.
Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, V.18, n.2, p.135-151, ago 2001.
SILVA, Walkíria Reche. Inserção de tópicos da nova física da estrutura da
matéria no ensino médio: uma proposta. Dissertação de mestrado, 2002. Instituto
de Física - Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo, São Paulo. SILVA, J. F.; MOZENA, Erika; AZEVEDO, M. C. P. S.; SOUSA, W. B.; BROCKINGTON, G.; PAIVA, J.; PIETROCOLA, Maurício. Atualização dos
currículos de Física no Ensino Médio de escolas estaduais: A transposição de teorias modernas e contemporâneas para a sala de aula. In: XVI Simpósio
Nacional de Ensino de Física, 2005, Rio de Janeiro. Atas do XVI Simpósio Nacional de Ensino de F ísica. Rio de Janeiro : Sociedade Brasileira de Física, 2005.
SIQUEIRA, Maxwell. Do visível ao indivisível: uma proposta de Física de
Partículas Elementares para o Ensino Médio. São Paulo: IF/FE USP, 2006.
