PROGRAMÁTICO DA FÍSICA NO ENSINO MÉDIO A PARTIR DE DETERMINAÇÕES DA REALIDADE LOCAL STRIEDER, Dulce Maria

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1 A REORGANIZAÇÃO DO CONTEÚDO PROGRAMÁTICO DA FÍSICA NO ENSINO MÉDIO A PARTIR DE DETERMINAÇÕES DA REALIDADE LOCAL STRIEDER, Dulce Maria TERRAZZAN, Eduardo Adolfo Universidade Federal de Santa Maria RESUMO A participação do indivíduo no mundo moderno requer daquele um conhecimento mínimo do desenvolvimento da ciência atual, suas relações com a tecnologia e suas implicações para a sociedade. Neste sentido, a atuação da escola na formação do cidadão ativo na sociedade, implica como primeiro passo a reorganização dos conteúdos hoje presentes nos currículos escolares. Assim sendo, neste trabalho apresentamos uma contribuição para a inovação curricular, especificamente para a disciplina de Física da escola média, através da implementação de um programa de acompanhamento da prática pedagógica de professores de Física da região de Santa Maria/RS. Levando-se em consideração o perfil profissional dos professores e a realidade local de nossas escolas, foram elaborados, conjuntamente com os mesmos, durante os anos de 1996 e 1997, planejamentos didáticos para inserções pontuais de conteúdos de Física Moderna nos programas curriculares atuais. Todo o processo por nós vivenciado, desde a elaboração destes planejamentos, passando pelo seu desenvolvimento em sala de aula e culminando com a análise desta aplicação, permitiu uma reflexão crítica acerca das possibilidades de tratamento de tópicos relativos a Física Moderna no ensino médio. Como resultado, apresentamos sugestões avaliadas e reelaboradas sobre formas de abordagem.

2 Introdução A estagnação dos currículos das escolas de ensino médio no tempo, enquanto a sociedade se altera de forma cada vez mais rápida e a pouca participação dos professores em sua formulação vem influenciando diretamente no desenvolvimento das disciplinas escolares. A falta de planejamento dos passos metodológicos a serem privilegiados no processo de aprendizagem e a desatualização da listagem de conteúdos a serem desenvolvidos, se mostram como alguns dos problemas deste currículo. Um exemplo deste atraso de décadas em que se encontra a estrutura de nossa escola é o currículo da disciplina de Física do ensino médio. Esta disciplina apresenta um enorme atraso dos conteúdos nela abordados com relação ao desenvolvimento da ciência e da tecnologia atual. Na sala de aula percebe-se um grande desestímulo por parte dos alunos em estudar a Ciência Física, o que se torna compreensível na medida em que se analisa a forma e o conteúdo nela abordada. O trabalho pedagógico usualmente realizado nesta disciplina, no ensino médio, dificulta a compreensão de sua utilidade e importância para o entendimento do mundo "tecnológico" que nos cerca. Os currículos atuais da disciplina de Física, em sua grande maioria, não trabalham com os conhecimentos desenvolvidos historicamente até o século XVII. Também não fazem referência aos conhecimentos produzidos a partir do final do século XIX até os nossos dias, que são imprescindíveis para a compreensão da sociedade atual. Devido ao grande avanço desta Ciência, se torna impossível a abordagem de todo o conhecimento acumulado até os dias atuais. Desta forma é necessário que sejam feitas opções quanto aos conteúdos a serem privilegiados para o trabalho em sala de aula. O atraso de mais de um século entre os temas pesquisados na ciência e os conteúdos desenvolvidos na escola provocam um atraso cultural cada vez maior e o distanciamento de uma escola que esteja voltada aos interesses e necessidades dos alunos. Portanto, a possibilidade da escola cumprir sua função primeira de formar cidadãos, está relacionada de forma íntima a sua capacidade de estabelecer currículos e

3 programas que contemplem conteúdos relacionados a ciência e tecnologia e de problemáticas vivenciadas pelos estudantes. Os conhecimentos científicos e tecnológicos, na escola, abordados de forma adequada possibilitam ao aluno uma leitura e pensamento sobre a realidade e a possibilidade de atuar e transformar a sociedade atual. O conhecimento da Ciência Física, e nela está incluída a Física Moderna e Contemporânea, é essencial para a compreensão e discussão de seu papel na sociedade atual. É impossível avaliar e opinar sobre o que não se conhece, é neste sentido que a abordagem nas escolas do ensino médio de conteúdos resultantes de pesquisas mais recentes em Física, se faz de extrema importância. A participação dos professores na atualização dos currículos escolares é essencial, pois possibilita não apenas a atualização geral dos fins e do processo de ensino/aprendizagem, mas o aperfeiçoamento de próprio professor. No trabalho de reflexão sobre as alterações acontecidas na sociedade e a necessidade de reorganização de conteúdos e metodologias para melhor atender aos interesses dos alunos, o professor tem a oportunidade de explicitar e refletir acerca de suas concepções de educação. Entretanto é importante que neste processo o professor seja auxiliado por pessoas que possam, tanto orientá-lo de forma a perceber as concepções subjacentes a sua prática pedagógica, quanto, colaborar no estudo de conteúdos específicos, que permitirá uma seleção diferenciada do programa a ser desenvolvido em sala de aula. Assim o currículo pode se tornar num eixo para programas de atualização continuada de professores. Ao se pensar numa inovação pedagógica para a inserção de conteúdos de Física Moderna nos currículos da disciplina de física do ensino médio, o trabalho com os professores se torna absolutamente necessário, pois muitos deles possuem deficiências em sua formação com relação a estes conteúdos, sendo que alguns sequer tiveram contato com tais conceitos em seu curso de graduação. Deve-se também considerar que é a convivência com estes professores que nos permite avaliar as possibilidades e os limites desta inserção a partir da vivência cotidiana dos mesmos junto ao ambiente escolar. Para que os professores sejam sensibilizados sobre a necessidade de atualização

4 dos currículos de Física do ensino médio, é imprescindível que se conheça a forma com que os mesmos vêm atuando neste nível de ensino, as dificuldades que enfrentam no seu cotidiano e suas concepções sobre o processo de ensino e aprendizagem. Desta forma, um contanto prolongado entre professores do ensino médio e pesquisadores da área de ensino de física, pode fornecer parâmetros para a atualização curricular. Neste contato será possível observar as maiores deficiências dos professores em relação aos conteúdos e outros aspectos que dificultam a elaboração de aulas melhor estruturadas. A posição de passividade que o professor assume durante muitos dos cursos de atualização, não reflete o seu trabalho cotidiano dentro da escola. Neste ambiente, este profissional é o organizador das atividades didáticas e se vê obrigado a, constantemente, tomar decisões para resolução de questões problemáticas. Para preparar e organizar este trabalho, o professor necessitaria de um espaço de criação, para planejamento das atividades cotidianas. Este espaço não é valorizado dentro da escola e muito menos pelos cursos de aperfeiçoamento para professores em exercício. Para que a atividade de sala de aula seja sistemática e consciente, no sentido de auxiliar na preparação do aluno para a prática da cidadania, é importante que o professor tenha um planejamento efetivo daquilo que pretende desenvolver com os alunos. É durante o planejamento, a partir da reflexão sobre sua prática, que o professor pode estabelecer a ligação entre a sociedade na qual está inserido e aquilo que será ensinado, trazendo sua prática para mais perto da realidade dos alunos. Portanto, o ato de planejar tem importância para além da sua real utilização nos estabelecimentos de ensino. Na prática, geralmente não passa do simples preenchimento de formulários ou a cópia do programa do livro didático como listagem de conteúdos planejados. As dificuldades do professor na elaboração e utilização de planejamentos escolares se tornam um obstáculo para seu emprego como instrumento de trabalho efetivo. Programas de educação continuada poderiam mudar este quadro dando oportunidade ao professor de iniciar a discussão acerca de suas deficiências, em conjunto com pesquisadores da área de ensino e colegas das escolas.

5 Os planejamentos podem se constituir assim num recurso para programas de educação continuada incentivar o professor a iniciar uma reflexão mais aprofundada sobre sua prática didática. Dentro desta perspectiva é possível encontrarmos algumas alternativas para os problemas mais urgentes no que diz respeito diretamente a prática de sala de aula. A valorização do planejamento como instrumento tanto para organização do trabalho de sala de aula, quanto para a atualização do professor, e sua elaboração a partir de um trabalho conjunto entre pesquisadores das universidades e das escolas, poderia auxiliar na efetivação de inovações pedagógicas voltadas a atualização de conteúdos e metodologias do ensino de física. O agrupamento de professores para discussão, não se mostra importante apenas para estabelecimento de trocas entre pesquisadores e professores, mas, principalmente, entre os próprios professores. A formação de pequenos grupos de professores que trabalham em torno de um único objetivo tem sido enfatizada pela literatura, como um alternativa para resolução de questões problemáticas do cotidiano escolar. A formação de pequenos grupos de trabalho, com a participação de professores das escolas e universidades, poderá estabelecer o planejamento didático com uma obra em parte coletiva e periódica, envolvendo discussões como, por exemplo, sobre objetivos pedagógicos, conteúdos programáticos, estratégias de ensino e aprendizagem, avaliação, espaço, tempo e recursos. O grupo poderá ampliar seu tempo de atuação para a avaliação das inovações praticadas em sala de aula e a reelaboração dos planejamentos. Desta forma, se torna possível, além das trocas de experiência, um programa de acompanhamento permanente a prática pedagógica com uma posição ativa do professor e a superação de alguns dos seus problemas. Partindo dos pressupostos comentados acima, foi realizado um programa de educação continuada para professores de Física do ensino médio da região de Santa Maria/RS, visando a elaboração de propostas para a atualização curricular desta disciplina e a superação de algumas deficiências da formação inicial dos professores da região. Programa de acompanhamento da prática pedagógica dos professores de Física

6 da região de Santa Maria/RS através de um projeto mais amplo de investigação intitulado "A Inserção da Física Moderna no Ensino Médio", desenvolvido na Universidade Federal de Santa Maria, se tornou possível um primeiro contato com os professores das escolas da região. Foi realizado, no final do ano de 1995, um estudo acerca dos fatores estruturais que condicionam o ensino da Física Moderna na escola secundária. Utilizando questionários verificamos, junto à professores de Física da região, qual o nível de compreensão sobre conceitos desta temática, bem como a importância a eles atribuída e os fatores limitantes à sua abordagem em sala de aula. Também realizamos um levantamento dos livros didáticos mais utilizados no ensino médio e na universidade e neles analisamos as formas de abordagem utilizadas para o tratamento do assunto. A partir dos resultados obtidos dos questionários aplicados aos professores da rede oficial de ensino da região de Santa Maria, RS, podemos perceber que um número bastante grande, cerca de 50%, dos professores não possuem formação em Física. Mesmo aqueles que possuem graduação em Física indicaram dificuldades conceituais com relação a Física Moderna. Portanto, a participação destes professores em programas de educação continuada se faz necessária para a inserção destes conteúdos em suas aulas. Os professores, em sua maioria, indicaram os conteúdos atuais da ciência física como temas importantes a serem estudados no ensino médio e cerca de 48% mostrou-se favorável a participação em cursos que discutissem esta questão, contanto que fossem realizados em tempo compatível com as aulas nas escolas. O percentual de concordância em participar de cursos que visem o desenvolvimento de temas de física moderna, não representa necessariamente a concordância da inserção dos temas nos programas da disciplina. Grande parte dos professores indicam fatores que dificultam sua abordagem em sala de aula, como: os programas fixos das escolas, a baixa carga horária da disciplina em cada turma, necessidade de pré-requisitos para a compreensão pelos alunos, o tempo necessário ao preparo das aulas pelos professores, e principalmente, a deficiência no conteúdo e metodologias para o trabalho com estes temas. Temos assim, alguns pontos conflitantes: a necessidade dos professores em participar de cursos de atualização e o pouco tempo disponível para esta tarefa; a

7 importância da motivação dos professores em trabalhar estes temas em sala de aula e os condicionantes por eles apontados. Com relação a utilização do livro didático, constatamos que praticamente todos os professores utilizam a coleção Física - Bonjorno em suas aulas. Na preparação das suas aulas, os professores apontaram a mesma coleção, além de alguns outros livros destinados ao ensino médio. Infelizmente, não houve necessidade de realizarmos uma análise mais detalhada, pois esta coleção simplesmente não aborda conteúdos de Física Moderna. Das constatações tiradas da realidade local dos professores de física do ensino médio, e também da estrutura do curso de Licenciatura em Física, confirmamos a necessidade e o interesse na atualização dos profissionais do ensino médio, em programas de educação continuada. Desta forma, iniciou-se um trabalho numa perspectiva de melhorar o ensino e a aprendizagem de física na escola média de Santa Maria e região, colaborando para a melhor formação do cidadão, a partir da reflexão sobre a atuação do professor, na elaboração e efetivação de uma inovação pedagógica centrada no ensino de Física Moderna na escola média. A partir desta reflexão, pretendeu-se estabelecer formas de interação entre docentes universitários e professores das escolas, visando a promoção de alterações curriculares. Assim, este trabalho pretende servir de base para trabalhos posteriores acerca da reflexão direta por sobre o aluno e a aprendizagem de conteúdos de Física Moderna. A sugestão apresentada é a introdução de conceitos de Física Moderna dentro da estrutura básica em que se apresenta o ensino médio atualmente, abordando os limites da Física Clássica. Para isto se faz necessário uma reformulação dos grandes blocos que constituem o esqueleto da Física trabalhada no ensino médio. Esta forma de trabalhar, a partir da manutenção da estrutura básica tradicional do ensino, se justifica pela viabilização imediata da realização de alterações em sala de aula. Uma reformulação mais abrangente tornaria inviável o trabalho nas escolas pela exigência destas, no cumprimento dos programas. Alguns dos conteúdos que permitem a exploração dos limites da Física Clássica e

8 a inserção da Física Moderna são a interação da Luz com a matéria, com o estudo da dualidade onda-partícula e o modelo atômico de Bohr no conteúdo de óptica. Estes conteúdos foram definidos previamente pela equipe de pesquisadores como os pontos chave para a elaboração e desenvolvimento da inovação curricular com os professores do ensino médio. A imagem que os estudantes, e até mesmo professores do ensino médio, possuem a respeito da Ciência e dos cientistas é, geralmente, a de algo isolado da realidade e baseada no empirismo. Fez-se necessário então discutir um pouco mais sobre a forma de produção da ciência e não apenas falar de seus conteúdos. A evolução histórica deve ter uma função dentro do desenvolvimento dos conteúdos, não apenas de apresentação de curiosidades, como alguns livros didáticos procuram mostrar, mas como proporcionadores de uma visão de corpo unitário de uma Física possuidora de estrutura coerente e relações entre os grandes blocos. A inserção de conceitos associados a um aparato matemático muito complexo torna o ensino e a aprendizagem destes impraticável tanto para alunos quanto para professores. Foi proposta, portanto, uma abordagem matemática simplificada, com ênfase ao desenvolvimento qualitativo dos conceitos. Frente a constatação da formação deficiente dos professores da região de Santa Maria, com relação aos conteúdos de Física Moderna e o desejo de que as alterações sejam desenvolvidas em sala de aula, se tornou necessário um trabalho conjunto com os profissionais das escolas. Os instrumentos didáticos utilizados para o trabalho foram a elaboração de planejamentos didáticos, pois da literatura específica da área pode-se constatar que a prática de elaboração, aplicação e avaliação de planos pedagógicos, por equipes de professores do ensino médio, assessoradas por equipes de especialistas da universidade, tem se mostrado como uma alternativa de grande potencial para a melhoria do ensino. Para que os problemas de conteúdo fossem superados, foram planejadas seções de estudo, com leitura de textos e discussão acerca dos temas a serem trabalhados. Com as discussões nas reuniões e as leituras realizadas em casa durante a semana entre as reuniões, os professores puderam elaborar planejamentos para trabalho com seus alunos.

9 As discussões acerca da importância do envolvimento do aluno na sala de aula, foram realizadas em conjunto com a leitura dos textos, momentos em que se solicitava aos professores, a apresentação de formas através das quais determinado conteúdo poderia ser introduzido aos alunos, com explicitação de fenômenos a serem abordados e questões de orientação para a discussão a ser realizada. Desta forma foi realizado o estudo e planejamento de temas vinculados a Física Moderna, para serem introduzidos em cerca de 10 aulas, com alunos do terceiro ano do ensino médio. Os conteúdos planejados envolviam aspectos gerais de Óptica Física, enfocando a questão da natureza da luz, abordando as teorias corpuscular e ondulatória. Os limites da Física Clássica para explicação da interação da luz com a matéria, também foram trabalhados, passando-se assim ao estudo do modelo atômico de Bohr para a compreensão da formação das cores a nível atômico. De forma resumida, o plano de aula contou com os seguintes ítens: SUGESTÃO PARA A 3ª SÉRIE DO ENSINO MÉDIO ÞA Luz e as Coisas à Nossa Volta A visão e a luz Produção da luz Composição da luz branca Þ Natureza da Luz Histórico Gregos Debate Huygens/Newton Maxwell Teoria Ondulatória da Luz Características das ondas Onda eletromagnética Espectro eletromagnético Teoria Corpuscular da Luz Fótons ÞInteração Luz/Matéria Natureza da matéria Modelo atômico de Rutherford Crise da Física Clássica e surgimento da Física Moderna

10 Modelo atômico de Bohr produção da luz cores Foi definida ainda a metodologia a ser adotada na inserção dos conteúdos de Física Moderna no ensino médio. Foram adotados os três momentos pedagógicos que são: problematização inicial, organização do conhecimento e aplicação do conhecimento. Não foi feita uma explicitação da teoria destes três momentos para os professores, no entanto realizou-se uma discussão acerca da importância do envolvimento do aluno durante o trabalho com o conteúdo, principalmente na introdução de um conteúdo novo. Foi discutida ainda a importância de se voltar ás questões iniciais durante ou após o estudo do conteúdo com o aluno, para evitar que a discussão inicial se perca e o aluno fique sem a resposta das dúvidas geradas no início do estudo do tema. O GT realizou reuniões semanais de 4h durante todo o primeiro semestre de A aplicação destes planejamentos ocorreu no segundo semestre do ano de 1997, momento em que o grupo voltou a se reunir para relatar as aulas realizadas e discutir os problemas surgidos deste trabalho. Avaliação do trabalho realizado Os professores apontaram, em uma reunião de avaliação, alterações na prática pedagógica e na aprendizagem dos alunos, como: melhor compreensão dos professores de conteúdos específicos de Física e de seu desenvolvimento histórico; valorização da atividade de planejamento didático como recurso para a melhoria da prática pedagógica; maior valorização da própria prática pedagógica; mudança de comportamento dos alunos com relação as aulas de Física, como conseqüência do uso de uma nova metodologia voltada para a valorização das concepções e o cotidiano dos alunos. Algumas dificuldades encontradas no trabalho realizado no grupo foram discutidas, como: a falta de tempo dos professores para a leitura dos textos na semana anterior a cada reunião; a falta de registro escrito dos professores, das discussões; as poucas sugestões trazidas pelos professores para a elaboração dos planejamentos. Todos os componentes do grupo demonstraram interesse na superação destas dificuldades, durante a continuidade do programa. A avaliação realizada pela equipe da UFSM que acompanhou os professores,

11 indicou como dificultador central para o desenvolvimento de um ensino diferenciado, as resistências dos professores para a alteração de sua prática pedagógica. O professor identifica-se com seu conhecimento do conteúdo e suas habilidades para ensinar. Uma mudança quebra esta identidade profissional e, assim como para qualquer outra pessoa, a resistência é uma forma de proteção. Agir de forma inovadora significa para o professor, adquirir novas competências e suprimir outras, o que pode gerar um desequilíbrio e uma tendência natural de oposição às inovações. Muitos professores, em seus discursos, demonstraram idéias construtivistas de aprendizagem, onde o trabalho de sala de aula está vinculado ao cotidiano dos alunos e suas concepções são levadas em consideração. Entretanto, a sua prática pedagógica é tradicional, refletindo uma concepção basicamente empirista do conhecimento. Neste modelo empirista de aprendizagem, o aluno é considerado uma tábula rasa, sem qualquer estrutura teórica preestabelecida, ou segundo alguns autores, a mente do aluno é considerada como um recipiente passível de preenchimento por novos conhecimentos. A concepção dos professores da necessidade de desenvolver os conteúdos com base num encadeamento rígido, linear, conforme a programação que os livros didáticos apresentam, apareceu de forma intensa durante o trabalho. Esta concepção dificultou a reflexão sobre as possibilidades da inserção de conteúdos de Física Moderna. A formação do grupo de professores de Física veio a contemplar a possibilidade de atuação conjunta entre a Universidade Federal de Santa Maria e os professores do ensino médio, através de um programa de educação continuada O grupo tem como perspectiva para a continuidade das atividades no ano de 1998, a interação com um maior número de professores de Física do ensino médio e a ampliação dos planejamentos com inserção de novos temas.

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