UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO

MESTRADO EM ENSINO DE CIÊNCIAS

Aprendizagem relacionada ao conceito de energia visando à alfabetização científica e tecnológica de alunos do ensino médio utilizando o enfoque CTSA

FABRÍCIO PIMENTA NETO

Orientador: Prof. Dr. Mauro Sérgio Peixeira de Araujo

Dissertação apresentada ao Mestrado em Ensino de Ciências, da Universidade Cruzeiro do Sul, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Ensino de Ciências.

SÃO PAULO 2015

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL DA

UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL

P697a

Pimenta Neto, Fabrício. Aprendizagem relacionada ao conceito de energia visando à

alfabetização científica e tecnológica de alunos do ensino médio utilizando o enfoque CTSA / Fabrício Pimenta Neto. -- São Paulo; SP: [s.n], 2015.

168 p. : il. ; 30 cm. Orientador: Mauro Sérgio Teixeira de Araújo. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em

Ensino de Ciências, Universidade Cruzeiro do Sul. 1. Ensino de física 2. Energia 3. Ciência, tecnologia, sociedade e

ambiente (CTS/CTSA) 4. Processo de ensino-aprendizagem 5. Ensino médio (São Sebastião do Paraíso, MG). 6. Programa de avaliação da aprendizagem escolar (PAAE). I. Araújo, Mauro Sérgio Teixeira de. II. Universidade Cruzeiro do Sul. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências. III. Título.

CDU: 53:371.13(043.3)

UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO

Aprendizagem relacionada ao conceito de energia visando à alfabetização científica e tecnológica de alunos do ensino médio utilizando o enfoque CTSA

FABRÍCIO PIMENTA NETO

Dissertação de mestrado defendida e aprovada pela Banca Examinadora em 07/02/20015.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Mauro Sérgio Teixeira de Araújo

Universidade Cruzeiro do Sul Presidente

Profa. Dra. Maria Delourdes Maciel

Universidade Cruzeiro do Sul

Profa. Dra. Mirian Pacheco Silva Albrecht Universidade Federal do ABC

AGRADECIMENTOS

Ao professor Mauro Sérgio Teixeira de Araújo, pela orientação,

compreensão e incentivo dispensado ao desenvolvimento deste

trabalho.

À CAPES – Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de

Nível Superior, pelo apoio financeiro.

Aos meus pais, Armando e Ilda, por tudo que sou, e por

nenhum momento deixarem de acreditar em mim.

À minha esposa Maria Lucia, minha companheira e amiga.

Às minhas filhas, Maria Julia Pedroso Pimenta e Maria Eduarda

Pedroso Pimenta, que são as gêmeas mais lindas do mundo.

Às minhas irmãs, Jussara e Belmira, que me incentivaram com

seu próprio exemplo a iniciar a profissão de professor.

Ao meu irmão Armando, que me ajudou e ainda me ajuda,

mesmo apesar da distância.

Ao meu cunhado Luciano Soares Pedroso, pois não tenho

palavras para expressar o quanto ele foi fundamental para a realização desta pesquisa.

PIMENTA NETO, Fabrício. Aprendizagem relacionada ao conceito de energia visando à alfabetização científica e tecnológica de alunos do ensino médio utilizando o enfoque CTSA. 2015. 168 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências)-Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2015.

RESUMO

Esta pesquisa intervenção foi desenvolvida visando proporcionar a

aprendizagem do conceito de energia através de uma abordagem

contextualizada, tendo por base o enfoque Ciência-Tecnologia-Sociedade e

Ambiente (CTS/CTSA) e a abordagem de aspectos da Natureza da Ciência,

envolvendo o estímulo à realização de pesquisas, apresentações de

seminários e debates, a construção e validação de um experimento abordando

uma Usina Termoelétrica, além do uso de textos do livro didático adotado pela

Escola. Buscou-se investigar quais Competências e Habilidades relacionadas

ao conceito de energia podem ser proporcionadas visando uma Alfabetização

Científica e Tecnológica pautadas pelo enfoque CTS/CTSA e o uso de

diferentes recursos didático-metodológicos, atendendo às propostas contidas

no documento Conteúdos Básicos Comuns (CBC), publicado pela Secretaria

de Educação do Estado (SEE) de Minas Gerais. O trabalho de campo envolveu

28 estudantes do 1º ano do Ensino Médio de uma escola pública na cidade de

São Sebastião do Paraíso – MG ao longo de todo ano letivo de 2013. A análise

dos resultados foi feita adotando-se a metodologia Proposicional Quantitativa e

Qualitativa. Os resultados apontaram para uma aprendizagem satisfatória dos

conceitos relacionados com energia, tendo em vista as apresentações nos

seminários, os relatórios escritos analisados, os questionários respondidos

antes e após as intervenções, e os resultados observados na avaliação da

aprendizagem anual do Programa de Avaliação da Aprendizagem Escolar

(PAAE), realizada pela Secretaria Estadual de Educação de Minas Gerais. A

abordagem didática utilizada possibilitou que os alunos compreendessem

alguns elementos típicos do enfoque CTS/CTSA e da Natureza da Ciência, o

que possibilitou ampliar a sua conscientização acerca de questões ambientais,

favorecendo o processo de alfabetização científica relacionado aos conceitos

que envolvem energia.

Palavras-chave: Metodologia de ensino de física, Enfoque CTS/CTSA,

Energia.

PIMENTA NETO, Fabrício. Learning related to the concept of energy aimed at scientific and technological literacy of high school students using the CTSA approach. 2015. 168 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências)-Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2015.

ABSTRACT

This research was developed to provide learning concept of energy through a

contextualized approach and by focus Science-Technology-Society (STS)

based employment-related a methodological pluralism that involved the

necessity to perform research, seminar presentations and discussions, the

construction and validation an experiment addressing a Thermoelectric Power

Plant, as well as use the textbook. Through this approach and didactic

resources methodology used we seek to develop the skills proposed in the

Common Basic Contents (CBC) published by State Department of Education

(SEE) of Minas Gerais. The work field involved 28 students of first year high

school students in a public school in São Sebastião do Paraíso City throughout

the school year 2013. The analysis of results was performed by adopting the

methodology Propositional Quantitative and Qualitative and Content Analysis.

The results pointed to a satisfactory learning, given presentations and written

reports analyzed, questionnaires before and after the interventions, beyond

results observed in the annual evaluation of the learning program Assessment

of School Learning (SAAP) held by State Department of Education of Minas

Gerais. The approach used also provided that students understand some

typical elements of the STS and STSE approach and the nature of science,

which enabled to expand their awareness of environmental, favoring the

process of scientific literacy related to concepts involving energy.

Keywords: Physical learning metodology, Focus STS, Energy.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Pontos de convergência entre ensino CTS e os PCNEM................ 37 Figura 2 – Momento da apresentação do seminário por um dos grupos

de alunos............................................................................................. 48

Figura 3 – Modelo didático da usina termoelétrica construída pelo professor pesquisador...................... ................................................. 50

Figura 4 – Construção do modelo didático da usina termoelétrica por um dos grupos ................................................................................... 53

Figura 5 – Componentes do modelo didático da usina termoelétrica ............. 53 Figura 6 – Medida da tensão do cooler feita pelo Grupo 7..................... .......... 54 Figura 7 – Instalação do LED no cooler................................. ............................ 55 Figura 8 – Indicação do grau de INPM do álcool utilizado na usina

termoelétrica................................. ...................................................... 55 Figura 9 – Termômetro infravermelho utilizado no experimento ..................... 56 Figura 10 – Mapa apresentando o mundo da energia ......................................... 64 Figura 11 – Mapa apresentando o conteúdo tratado nos capítulos do livro

didático ............................................................................................... 65 Figura 12 – Matriz energética mundial ................................................................. 73 Figura 13 – Espectro eletromagnético ................................................................. 75 Figura 14 – Representação esquemática de usina termelétrica em (a) e

termonuclear em (b)................................. .......................................... 81 Figura 15 – A sociedade pode e deve influenciar nos rumos do

desenvolvimento científico e tecnológico................................. ....... 93 Figura 16 – Os hábitos e comportamentos sociais são alterados pelo uso

da tecnologia causando um aquecimento global ............................ 94 Figura 17 – O experimento prático deve ser feito na escola para facilitar o

entendimento de um fenômeno físico .............................................. 97 Figura 18 – Os processos de produção de energia sempre ocasionam

prejuízos ao meio ambiente .............................................................. 98

Figura 19 – As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento

energético, alguns tipos de impactos ambientais, como o alagamento das áreas vizinhas, e aumento no nível dos rios ...... 100

Figura 20 – Os descobrimentos científicos resultam do uso do método científico, que é uma sequência lógica e infalível de

investigação e que leva a resultados inquestionáveis ................. 101 Figura 21 – O desenvolvimento científico-tecnológico proporciona a

melhoria da vida da população................................. ...................... 103 Figura 22 – Todos os recursos naturais do nosso planeta são

renováveis................................. ........................................................ 104 Figura 23 – O desenvolvimento científico gera desenvolvimento

tecnológico, este gerando o desenvolvimento econômico que determina, por sua vez, o desenvolvimento ou bem-estar

social ................................................................................................. 105 Figura 24 – Uma educação voltada para Ciências, tecnologia e sociedade

pode gerar uma perspectiva para melhorar o bem estar social da população .................................................................................... 107

Figura 25 – O conhecimento científico visto na prática (estudado por meio de experimentos) nos ajuda a entender o funcionamento dos aparatos tecnológicos que utilizamos diariamente ............... 108

Figura 26 – A aprendizagem de conhecimentos científicos contribui para o exercício da cidadania mundial ................................................... 109

Figura 27 – A qualidade de vida vale mais que a quantidade de produção e de consumo, sem se preocupar com o meio ambiente ............. 110

Figura 28 – A produção de cana-de-açúcar pode contaminar as nascentes dos rios................................. ............................................................. 112

Figura 29 – A minha atividade diária, na cidade em que moro, contribui para os problemas ambientais globais................................. .......... 113

Figura 30 – O sol é a nossa principal fonte de energia, sem ele não existiria vida no planeta ................................................................... 115

Figura 31 – O consumo de carne vermelha é um dos principais causadores da degradação ambiental no país .............................. 116

Figura 32 – Preferências metodológicas apontadas pelos alunos .................. 117

Figura 33 – A questão ambiental deve ser tratada preferencialmente ............ 119 Figura 34 – Avalie em que intensidade cada um dos fatores listados a

seguir influenciam a sua saúde física, o seu bem estar social e mental, considerando a qualidade dos ecossistemas em

que você habita ................................................................................ 121 Figura 35 – É possível produzir energia elétrica sem gerar danos ao meio

ambiente................................. ........................................................... 122 Figura 36 – Estilo de vida ocasionando prejuízo ao meio ambiente....... ........ 123

Figura 37 – Analise a afirmação: as atividades desenvolvidas neste ano facilitaram a compreensão do conhecimento científico e tecnológico, e suas implicações na sociedade e no ambiente .... 125

Figura 38 – A escola procurou facilitar a compreensão do conhecimento

científico e tecnológico, e suas implicações na sociedade e no ambiente, por meio da realização de: ....................................... 126

Figura 39 – Quais relações você é capaz de perceber agora, entre a sua saúde física, o seu bem-estar espiritual/mental e a qualidade

dos ecossistemas em que habita? ................................................. 127 Figura 40 – O que você sugere para aprimorar a metodologia utilizada,

visando promover aprendizagem de conhecimentos de ciência, tecnologia e suas implicações na sociedade e no ambiente? ......................................................................................... 129

Figura 41 – Cite o principal aspecto negativo relacionado com a metodologia de ensino desenvolvida neste ano ........................... 130

Figura 42 – Diferentes concepções da avaliação do PAAE .............................. 132 Figura 43 – Resultado da prova do PAAE observado na turma de alunos

participantes da pesquisa ............................................................... 133 Tabela 1 – Tensão obtida experimentalmente pelos grupos ............................ 54 Tabela 2 – Valores da potência e tensão elétrica medidas pelo grupo G1 ...... 85

Tabela 3 – Cálculo do consumo de energia elétrica .......................................... 90

SUMÁRIO

CAPÍTULO 1 .................................................................................................. 12 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 12 1.1 A importância da energia ao longo da história .......................................... 15

1.2 Objetivos ....................................................................................................... 17 1.3 Justificativa ................................................................................................... 17 CAPÍTULO 2 .................................................................................................. 19

ASPECTOS METODOLÓGICOS DA PESQUISA ......................................... 19 2.1 A pesquisa científica; tipos e abordagem utilizada ................................... 19 2.2 A pesquisa-intervenção ............................................................................... 21 2.3 Sujeitos e campo da pesquisa ..................................................................... 23

CAPÍTULO 3 .................................................................................................. 26

ESTRATÉGIAS EDUCACIONAIS BASEADAS NO ENFOQUE CTS/CTSA E A APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA CRÍTICA ...................... 26

3.1 A teoria da aprendizagem significativa (TAS) ............................................ 26 3.2 Os conteúdos básicos comuns (CBC) ........................................................ 29 3.3 As diretrizes curriculares nacionais para o ensino médio ........................ 31 3.4 A proposta dos PCN para o ensino de física ............................................. 33

3.5 Alfabetização científica e tecnológica (ACT) .............................................. 37 CAPÍTULO 4 .................................................................................................. 40 AS ETAPAS DO PROCESSO DE INTERVENÇÃO ....................................... 40

4.1 A aula expositiva........................................................................................... 40 4.2 Seminário e debate como ferramentas para a aprendizagem do

conceito de energia utilizando o enfoque CTS/CTSA ................................ 42 4.2.1 Intervenção pedagógica por meio do seminário........................................ 47

4.3 O uso da experimentação no ensino de física ........................................... 48 4.3.1 Desenvolvimento da atividade experimental com os alunos ................... 50

4.3.2 Objetivos da construção do modelo didático da usina termelétrica ........ 50

4.3.3 Construção de um modelo didático da usina termoelétrica ..................... 53 4.3.4 Abordagem realizada sobre as transformações de energia ..................... 57 4.3.5 Aspectos CTS/CTSA envolvidos na construção do modelo didático

da usina térmica............................................................................................ 59

4.4 O livro didático adotado ............................................................................... 60 4.4.1 Organização do livro didático ...................................................................... 63 4.4.1.1 Unidade 1 - O mundo da energia ................................................................ 63 4.4.2 Competências e habilidades desenvolvidas durante as intervenções

pedagógicas .................................................................................................. 65 4.4.3 Objetivos, intervenções pedagógicas e resultados alcançados .............. 67 CAPÍTULO 5 .................................................................................................. 92

APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DA PESQUISA .......... 92 5.1 Análise das questões fechadas dos anexos A e B .................................... 92 5.2 Questões fechadas e dissertativas acerca do conhecimento sobre o

enfoque CTS/CTSA e conceitos de energia.............................................. 117

5.3 Programa de avaliação da aprendizagem escolar (PAAE) ...................... 131 CONCLUSÕES ....................................................................................................... 136 REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 142

ANEXOS ................................................................................................................. 149

12

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

Os processos de ensino e de aprendizagem necessitam ser

atualizados, pois a didática utilizada para ensinar os alunos em décadas

passadas já não consegue atender as necessidades e características dos

estudantes dos dias atuais. Alguns professores precisam modificar sua postura,

uma vez que muitas vezes atuam de modo a abordar os conteúdos da Física

apenas utilizando a Matemática, esquecendo-se dos aspectos conceituais tão

importantes para o entendimento dos estudantes. Além disso, ao não fazer

uma ligação adequada entre os conteúdos abordados e o que acontece no dia

a dia dos estudantes, estes se tornam desmotivados para desenvolverem

competências e habilidades importantes.

Estabelecendo uma relação entre a Física e a natureza, muitas fontes

definem a Física como “a ciência que estuda os fenômenos da natureza”

(SILVA, 2000, p. 37). Quando observam a natureza, os físicos buscam

identificar suas regularidades e tentam explicá-las. A Física, enquanto

construção humana busca atender aos interesses ou necessidades humanas,

além de buscar o máximo de precisão. Embora muitos professores restrinjam o

ensino da Física somente a linguagem da Matemática, é inegável que ela

abrange aspectos mais amplos e complexos.

As habilidades e competências a serem adquiridas pelos alunos na

educação básica, bem como as metas a serem alcançadas pelo professor a

cada ano, são condições indispensáveis para o sucesso de todo sistema

escolar. Neste sentido, os Conteúdos Básicos Comuns (CBC) estabelecidos

para os anos finais do Ensino Fundamental e para o Ensino Médio constituem

importante documento capaz de direcionar as atividades docentes na rede

estadual de ensino de Minas Gerais. No CBC não constam todos os conteúdos

a serem abordados na Escola, mas sim os aspectos fundamentais de cada

disciplina, os quais não podem deixar de ser ensinados e que os alunos devem

13

aprender, ao mesmo tempo que indicam as habilidades e competências que

eles precisam adquirir e desenvolver.

A importância do CBC se justifica por servirem de base para a

elaboração da avaliação anual do Programa de Avaliação da Educação Básica

(PROEB), para o Programa de Avaliação da Aprendizagem Escolar (PAAE), e

para o estabelecimento de um plano de metas traçado pelos professores de

cada Estabelecimento de Ensino, visando a aprendizagem de conceitos por

parte dos alunos ao longo do ano letivo. Cada professor pode buscar a

implantação dos CBC em sua escola utilizando um sistema de apoio ao

professor, que conta com aulas, planejamento anual da disciplina,

experimentações relacionadas com os conteúdos, lista de exercícios,

avaliações, dentre outros, assim como o Centro de Referência Virtual do

Professor (CRV), o qual pode ser acessado a partir do sítio da Secretaria de

Educação “(http://www.educacao.mg.gov.br)”. No CRV encontra-se sempre a

versão mais atualizada do CBC, orientações didáticas, sugestões de

planejamento de aulas, roteiros de atividades e fórum de discussões, textos

didáticos, experiências simuladas e vídeos educacionais.

Por meio do CRV os professores de todas as escolas mineiras têm a

possibilidade de ter acesso a recursos didáticos de qualidade para a

organização do seu trabalho docente, o que possibilita reduzir as grandes

diferenças que existem entre as várias regiões do Estado.

Conforme as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio

(BRASIL, 1998), a Física está incluída no currículo da Base Nacional Comum,

na área de Ciências Naturais e suas Tecnologias. Essa disciplina também está

presente nos currículos de Ensino Médio da grande maioria dos países

desenvolvidos ou em desenvolvimento. Muitas são as razões para a

manutenção do ensino da Física no nível médio, entre as quais destacamos as

razões socioeconômicas, sociopolíticas, culturais e intelectuais, entre outras,

estão diretamente ligadas à sociedade em que vivemos.

14

A Física deve estar voltada para a educação geral do cidadão, abrindo

perspectivas para a formação profissional do estudante e possibilitando a

aquisição de uma cultura técnica e científica básica, possibilitando os alunos a

carreiras tecnológicas ou científicas, desenvolvendo competências e

habilidades que permitam entender e explicar diversos fenômenos naturais e

outros relacionados com o uso de artefatos tecnológicos. Neste contexto,

entendemos que diversas estratégias educacionais podem oferecer apoio para

as aulas de Física, tais como a realização de seminários, debates, construções

de experimentos, além do uso do livro didático, pois em conjunto, auxiliam a

promover a aprendizagem de conceitos da Física.

Além disso, o trabalho docente com enfoque na Ciência-Tecnologia-

Sociedade (CTS) favorece o despertar de relevantes habilidades e

competências necessárias aos alunos, auxiliando-os a superar diversos

problemas que dificultam a aprendizagem, conforme mencionado por

Muenchen et al. (2004, p. 2):

a. Desmotivação e falta de significado atribuído ao que se faz na escola;

b. Desconsideração da complexidade do mundo real;

c. Desvinculação entre o mundo da escola e o mundo da vida.

d. Concepção de Ciência-Tecnologia neutras e redentoras dos problemas

da humanidade.

e. Possível vinculação destes fatos ao baixo rendimento de aprendizagem

dos alunos.

O conceito de Energia é extremamente importante para o aprendizado

das Ciências, em especial da Física, onde seu caráter unificador torna-o

primordial para demarcar os diferentes conteúdos a serem ensinados,

principalmente aqueles previstos para o primeiro ano do Ensino Médio, de

acordo com o CBC. Energia é um conceito bastante complexo e que, segundo

pesquisas realizadas para esta dissertação sobre concepções alternativas

relacionadas ao consumo e o uso da energia de forma sustentável, é

frequentemente compreendido de maneira reducionista, atrelado a um único ou

15

a poucos fenômenos. Entre os diversos conceitos estudados na disciplina de

Física do Ensino Médio, o de Energia é um dos mais abstratos e relacionados

com outros conceitos também abstratos e com uma grande diversidade de

significados. Diante do cenário apresentado, enunciamos da seguinte maneira

a questão que norteou este trabalho de pesquisa:

Quais Competências e Habilidades relacionadas ao conceito de

energia podem ser desenvolvidas nos alunos do Ensino Médio visando uma

Alfabetização Científica e Tecnológica pautada pelo enfoque CTS/CTSA?

O movimento CTS vem ampliando seu espaço de influência, permitindo

a abordagem de conteúdos específicos de modo a extrapolar o simples

entendimento dos conceitos científicos, visto que é necessário haver uma

ligação entre a Ciência e a Tecnologia e principalmente, destas com a

Sociedade capitalista e consumista em que vivemos. Os conteúdos de Física

não devem ser vistos apenas no contexto de sala de aula, pois entre seus

objetivos destaca-se a formação de cidadãos críticos e conscientes, que

compreendam a natureza ao seu redor e os elementos que compõem seus

ecossistemas. Devem, ainda, permitir o entendimento de como os aparatos

tecnológicos funcionam: porque determinados eventos naturais acontecem e

quais são as influências e impactos que a atividade científica e tecnológica

exerce sobre a sociedade e a natureza.

Elegemos como proposta de investigação, o ensino de Física, em

especial o ensino de alguns conteúdos abordados no primeiro ano do Ensino

Médio, atendendo o que preceitua o CBC.

1.1 A importância da energia ao longo da história

Ao longo da história, as fontes de energia vêm se modificando através

das invenções humanas que se apoiam em processos energéticos naturais ou

relacionados a artefatos tecnológicos, sendo redirecionadas para uso humano.

O fogo, por exemplo, é um desses processos naturais que já existia no planeta

Terra como processo natural, iniciado por raios e outras centelhas naturais,

16

muito antes do surgimento da espécie humana. Posteriormente, alguns seres

humanos aprenderam a fazer fogo, o que gerou modificações em seus hábitos

e comportamentos. Nos dias atuais a combustão do petróleo e o aquecimento

elétrico são utilizados para incontáveis usos, dando continuidade à evolução

iniciada com o velho domínio do fogo.

Quando a humanidade deixou de ser nômade, aprendeu a plantar,

fixando-se territorialmente, buscando conhecimento científico a respeito das

estações do ano, da posição dos planetas e constelações, tornando

desnecessária sua migração em busca de alimento. Com a fixação territorial de

nossa espécie, começamos a produzir ferramentas, construir habitações, criar

animais, tanto para a alimentação quanto para a realização de trabalhos,

levando a agricultura para regiões não ribeirinhas.

Após esta fixação, o conhecimento científico e o desenvolvimento

econômico começaram a se inter-relacionar cada vez mais, contribuindo em

muitos aspectos para a modernização da sociedade, consolidando-se com

novas formas de uso de energia proveniente de recursos naturais. Tudo isto

ficou mais evidente na primeira Revolução Industrial, momento em que se

passou a utilizar o carvão para alimentar máquinas a vapor, ocasionando a

melhoria da eficiência na indústria têxtil e metalúrgica, nas locomotivas e

barcos a vapor, transformando significativamente o transporte de longa

distância. Já na segunda Revolução Industrial, a eletricidade e o uso do

petróleo ocasionaram mudanças irreversíveis, podendo-se afirmar que as

mudanças ancoradas nestes tipos de energia prolongam-se até os dias atuais.

Por outro lado, o consumo de diferentes tipos e formas de energia

sempre ocasionou prejuízos para a natureza e a sociedade. Neste sentido,

podemos questionar: a sociedade está preocupada com esses impactos

ambientais ou ela prefere consumir cada vez mais e mais energia, adquirindo

comodidade nos seus hábitos cotidianos?

17

1.2 Objetivos

O objetivo central desta pesquisa é fazer uso de recursos didáticos e

metodológicos como, por exemplo, a realização de experimentos, debates,

seminários e livro didático, empregando-se um enfoque CTS/CTSA e tendo por

base a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, a fim de proporcionar

um aprendizado qualificado de conceitos de energia entre estudantes do

Ensino Médio.

Esta pesquisa visa, ainda, identificar as contribuições decorrentes do

uso dos recursos didáticos e metodológicos utilizados, objetivando melhorar a

aprendizagem do conceito de energia, por meio de uma abordagem

contextualizada. A proposta de se empregar uma diversidade metodológica

visa a promover uma aprendizagem significativa, além de possibilitar a

compressão dos impactos gerados pela ação humana devido ao consumo

exagerado de diversos tipos e formas de energia, ocasionando desequilíbrios

socioambientais.

Tendo estes objetivos gerais em mente, formulamos os seguintes

objetivos específicos:

a) Diagnosticar os conhecimentos prévios que determinados alunos

possuíam sobre os conteúdos específicos de energia.

b) Desenvolver competências e habilidades de acordo com os PCN e

CBC.

c) Contribuir para o aluno desenvolver o pensamento crítico e, assim,

torná-lo alfabetizado cientificamente para que seja capaz de exercer sua

cidadania na sociedade em que está inserido.

1.3 Justificativa

Nesta pesquisa abordamos o conceito de energia utilizando o enfoque

CTS/CTSA para direcionarmos ações com vistas a contemplar aspectos, com

essa visão em mente e amparado na legislação que estabelece as propostas

18

pedagógicas e os currículos escolares das instituições de Ensino Médio (artigo

4º da Resolução CNE/98) (BRASIL, 1998b, p. 1-2). A presente pesquisa se

justifica por incluir o desenvolvimento de importantes competências básicas,

dentre as quais podemos citar: i. Compreensão do significado das ciências, das letras e das artes e do processo de transformação da sociedade e da cultura, em especial as do Brasil, de modo a possuir as competências e habilidades necessárias ao exercício da cidadania e do trabalho;

ii. Domínio dos princípios e fundamentos científico-tecnológicos que presidem a produção moderna de bens, serviços e conhecimentos, tanto em seus produtos como em seus processos, de modo a ser capaz de relacionar a teoria com a prática e o desenvolvimento da flexibilidade para novas condições de ocupação ou aperfeiçoamento posteriores; (BRASIL, 1998b, p. 1-2)

Deste modo, procuramos desenvolver abordagens contextualizadas

que propiciassem aos alunos construções de novos conhecimentos

relacionados com a forma de produção, distribuição e consumo de energia.

Para isto, a pesquisa aqui descrita é constituída por uma Introdução em que

situamos o problema de pesquisa, os objetivos e a justificativa, sendo seguida

pelo capítulo que aborda os aspectos metodológicos utilizados, e outro que

enfoca a fundamentação teórica adotada e que ofereceu suporte às

intervenções. Na sequência abordamos as etapas da intervenção e,

posteriormente, apresentamos, analisamos e discutimos os resultados

alcançados com base nos dados coletados na pesquisa. Por fim, destacamos

as principais considerações e propomos novas questões de pesquisa,

complementares àquela que norteou as investigações aqui relatadas.

19

CAPÍTULO 2 - ASPECTOS METODOLÓGICOS DA PESQUISA

2.1 A pesquisa científica: tipos e abordagem utilizada

Objetivamos aqui caracterizar os principais elementos que embasam o

percurso metodológico utilizado nesta pesquisa, destacando os aspectos

qualitativos e quantitativos empregados para a análise dos resultados obtidos.

A Análise Proposicional Quantitativa (APQ), segundo Creswell (2010),

visa suprir a inexistência de um método para análise quantitativa de variáveis

de tipo qualitativo que surgem das falas com questões abertas, nas quais as

respostas não estão estruturadas ou predefinidas.

Creswell (2010, p. 117) apresenta a possibilidade de escolha de

métodos de caráter quantitativos, qualitativos ou ainda mistos, e destaca que

os métodos qualitativos diferem dos quantitativos em relação à ênfase e forma,

mas que não se pode afirmar que sejam opostos.

Ainda segundo Creswell (2010, p. 118) o propósito da pesquisa

qualitativa é promover a interação com o problema de pesquisa sem ter a

estatística como foco principal. Nesse caso, o ambiente natural é a fonte direta

de dados e o pesquisador o seu instrumento fundamental.

Creswell (2010, p. 119) afirma que a pesquisa quantitativa permite a

quantificação de dados e o seu tratamento por meio de técnicas estatísticas

simples. O objetivo é conferir exatidão aos resultados, redução de possíveis

distorções ocorridas a partir da análise e interpretação dos dados e

consequente ampliação da margem de segurança quanto às inferências

(CRESWELL, 2010).

O uso de métodos múltiplos de investigação que combinam os dois tipos

de pesquisa – qualitativa e quantitativa – cria o chamado método misto de

pesquisa científica.

20

Pelo descrito acima, a APQ apresenta-se como um instrumento que

combina componentes da pesquisa qualitativa e da quantitativa. Assim, de um

lado, promove o entendimento de fatos sobre um assunto, possibilita a

interpretação de fenômenos e a atribuição de resultados (aspecto qualitativo) e,

de outro lado, permite a quantificação dos dados e o seu tratamento por meio

de técnicas estatísticas (aspecto quantitativo) (CRESWELL, 2010).

Graças à consolidação de expressões recorrentes nos materiais

explorados em categorias temáticas, a APQ, segundo Creswell (2010, p. 125)

“[...] reduz possíveis distorções comumente introduzidas na análise e

interpretação de dados, ampliando a margem de segurança relacionada às

inferências em uma pesquisa.”

A proposta metodológica desta pesquisa busca, assim, associar

aspectos da abordagem qualitativa e da quantitativa. Na visão de Creswell

(2010, p. 206), os métodos qualitativos mostram uma abordagem diferente da

investigação acadêmica do que aquela dos métodos de pesquisa quantitativa.

A investigação qualitativa emprega diferentes concepções filosóficas, estratégia de investigação e método de coleta, análise e interpretação de dados. Embora os processos sejam similares, os procedimentos qualitativos baseiam-se em dados de texto e imagem, tem passos singulares na análise dos dados e se valem de diferentes estratégias de investigação. (CRESWELL, 2010, p. 206).

André e Ludke (2013, p. 5), por sua vez, explicitam que para se realizar

uma pesquisa é preciso promover o confronto dos dados coletados, apresentar

as evidências encontradas, as informações e o conhecimento teórico

acumulado a respeito dele.

De acordo com André e Ludke (2013, p. 11), a pesquisa qualitativa tem

cinco características:

1. A pesquisa qualitativa tem o ambiente natural como sua fonte direta de dados e o pesquisador como seu principal instrumento. Segundo as duas autores, a pesquisa qualitativa supõe o contato direto e prolongado do pesquisador com o ambiente e a situação que está sendo investigada, via de regras através do trabalho intensivo de campo.

21

2. Os dados coletados são predominantemente descritivos. Citações são frequentemente usadas para subsidiar uma afirmação ou esclarecer um ponto de vista.

3. A preocupação com o processo é muito maior do que com o produto. O interesse do pesquisador ao estudar um determinado problema é verificar como ele se manifesta nas atividades, nos procedimentos e nas interações cotidianas.

4. O significado que as pessoas dão às coisas e à sua vida são focos de atenção especifica pelo pesquisador. Nesses estudos há sempre uma tentativa de capturar a perspectiva dos participantes, isto é, a maneira como os informantes encaram as questões que estão sendo focalizadas.

5. A análise dos dados tende a seguir um processo indutivo. Os pesquisadores não se preocupam em buscar evidências que comprovem hipóteses definidas antes do inicio dos estudos. As abstrações se formam ou se consolidam basicamente a partir da inspeção dos dados num processo de baixo para cima. (ANDRÉ & LUDKE, 2013, P. 11)

2.2 A Pesquisa-intervenção

A pesquisa-ação-intervenção foi utilizada para trazer às pesquisas

cientificistas tradicionais vínculos com a problematização das relações entre o

investigador e o que é investigado, entre sujeito e objeto, e entre teoria e

prática. Com a perspectiva do estabelecimento de condições para captação/

elaboração da informação no cotidiano das culturas, grupos e organizações

populares, para que os alunos fossem alfabetizados cientificamente no

conceito de energia. Isso significa que as práticas que constituem o social e os

referenciais que lhe dão sentido vão se produzindo simultaneamente, uma vez

que o conhecimento e a ação sobre a realidade são constituídos no curso da

pesquisa de acordo com as análises e decisões coletivas, tornando o aluno

participante de uma presença ativa no processo da aprendizagem. O

conhecimento se constrói, assim, entre o saber já elaborado e incorporado nos

pressupostos do pesquisador, e o fazer enquanto produção contínua que

organiza a ação investigativa.

Parâmetros como os de verdade, neutralidade, objetividade,

universalização de saberes são questionados e as mudanças que se

22

processam ao longo da pesquisa implicam em transformações, também, dos

sujeitos envolvidos e das práticas estabelecidas, quer para a população

participante na pesquisa, quer para os pesquisadores. A necessidade da

proposta desta área melhor se configura como método rumo ao seu

desenvolvimento epistemológico e à sua sustentação no campo da pesquisa.

A Pesquisa-ação é um tipo de pesquisa participante engajada, pois se

estabelece a investigação através das intervenções. É, portanto, uma maneira

de se fazer pesquisa em situações em que também se é uma pessoa envolvida

na prática e se deseja melhorar a compreensão desta. Gil (2007) afirma que a

[...] pesquisa-ação pressupõe uma participação planejada do pesquisador na situação problemática a ser investigada. O processo de pesquisa recorre a uma metodologia sistemática, no sentido de transformar as realidades observadas, a partir da sua compreensão, conhecimento e compromisso para a ação dos elementos envolvidos na pesquisa. (GIL, 2007, p. 143-144).

Ainda, segundo o autor: [...] o objeto da pesquisa-ação é uma situação social situada em conjunto e não um conjunto de variáveis isoladas que se poderiam analisar independentemente do resto. Os dados recolhidos no decurso do trabalho não têm valor significativo em si, interessando enquanto elementos de um processo de mudança social. O investigador abandona o papel de observador em proveito de uma atitude participativa e de uma relação sujeito a sujeito com os outros parceiros. O pesquisador quando participa na ação traz consigo uma série de conhecimentos que serão o substrato para a realização da sua análise reflexiva sobre a realidade e os elementos que a integram. A reflexão sobre a prática implica em modificações no conhecimento do pesquisador. (GIL, 2007, p. 144).

A Pesquisa-ação possibilita avaliar empiricamente o resultado de

crenças e práticas em sala de aula tornando-a atrativa pelo fato de poder levar

a um resultado específico imediato, no contexto do ensino-aprendizagem.

Segundo Barbier (2004):

[...] a pesquisa-ação reconhece que o problema nasce, num contexto preciso, de um grupo em crise. O pesquisador não o provoca, mas constata-o, e seu papel consiste em ajudar a coletividade a determinar todos os detalhes mais cruciais ligados ao problema, por uma tomada de consciência dos atores do problema numa ação coletiva. (BARBIER, 2004, p. 54).

23

No contexto em que atuamos, a crise se constitui na formação

inadequada, normalmente oferecida aos estudantes, sem a devida

contextualização dos conteúdos e, consequentemente, com as ligações que

devem ser feitas com aspectos que se relacionam com a vida social dos

indivíduos. Para isto, busca-se proporcionar meios para que sejam

compreendidas algumas importantes relações entre Ciências, Tecnologia,

Sociedade e questões Ambientais, almejando propiciar uma alfabetização

científica dos alunos, para auxiliar nas reflexões e tomadas de decisões no

conteúdo específico da energia, tornando-se cidadãos participativos na

sociedade.

Portanto, a pesquisa-ação torna-se um instrumento ideal para uma

pesquisa relacionada à prática de sala de aula, pois proporciona aprimorar o

trabalho docente ali realizado e, com isso, aperfeiçoar os processos de ensino

e de aprendizagem desenvolvidos no espaço escolar onde a investigação se

desenrolou.

2.3 Sujeitos e campo da pesquisa

O desenvolvimento da pesquisa contou com a participação de vinte e

oito alunos do primeiro ano do Ensino Médio da Escola Estadual Comendadora

Ana Cândida de Figueiredo, e a participação de um professor pesquisador de

São Sebastião do Paraíso, estado de Minas Gerais.

Esta Escola foi criada há mais 50 anos pelo Decreto nº 6.910, de 29 de

março de 1963, publicado no Jornal Minas Geral de 30 de março de 1963,

dando o nome à instituição de “Grupo Escolar Comendadora Ana Cândida de

Figueiredo”. O seu funcionamento teve início em 1º de abril de 1964 e até

agosto de 1979 funcionou em um prédio pré-fabricado de estrutura metálica, na

Rua Dr. Placidino Brigagão, nº 2.480. Em 6 de agosto de 1964, a Escola

mudou-se para o novo prédio construído em alvenaria, pelo Governo do Estado

em convênio com a Prefeitura Municipal.

24

Em 1988, foi autorizado o funcionamento da extensão de série,

passando a Escola a oferecer também o ensino de 1º grau, de 6ª a 8ª série,

gradativamente. Em 2002, foi implantado também o Ensino Médio. Seu nome é

uma homenagem a uma figura ilustre da sociedade paraisense, que se

destacou pelas obras de caridade e pelo profundo amor dedicado ao próximo.

Atualmente, a denominação oficial desde estabelecimento é Escola Estadual

Comendadora Ana Cândida de Figueiredo, de Ensino Fundamental (1º ao 9º

ano) e Ensino Médio. Funciona nos períodos matutino, vespertino e noturno,

atendendo a 1.093 alunos no ano de 2014. No “Ana Cândida”, como é

chamada de modo abreviado, trabalham 91 profissionais. A Escola se orgulha

de ter alunos que se destacam em várias atividades e eventos dos quais

participa.

Nesta pesquisa foi adotada a metodologia de Análise Proposicional

Quantitativa e Qualitativa (CRESWELL, 2010), e a abordagem qualitativa

(LUDKE; ANDRÉ, 2013), ambas apresentadas a seguir. Após a descrição da

metodologia de análise qualitativa, discutiremos alguns aspectos da Pesquisa-

ação (BARBIER, 2004; GIL, 2007), modalidade de pesquisa utilizada neste

trabalho.

Nesta pesquisa utilizamos um instrumento de pré-teste (questionário)

que envolveu o uso de questões fechadas, com alternativas, e dissertativas

(abertas), para se levantar algumas concepções e identificar conhecimentos

dos estudantes envolvidos. Antes das intervenções terem sido realizadas,

aplicamos o questionário contendo dezessete questões fechadas e cinco

questões dissertativas relacionadas ao enfoque CTS (Ciências, Tecnologia e

Sociedade)/CTSA e conceitos de energia (ANEXO A). Logo após a primeira

semana de aula, aplicamos uma avaliação externa, realizada pela Secretaria

Estadual de Educação de Minas Gerais (SEE), conhecida como PAAE

(Programa de Avaliação da Aprendizagem Escolar). Após as intervenções que

ocorreram ao longo do ano letivo, aplicamos novamente o questionário

contendo as mesmas dezessete questões fechadas e sete questões

dissertativas. No final do ano letivo, de acordo com a SEE, aplicamos uma

25

nova avaliação do PAAE, contendo vinte questões relacionadas ao conceito de

energia, e de acordo com o CBC (Currículo Básico Comum).

26

CAPÍTULO 3 - ESTRATÉGIAS EDUCACIONAIS BASEADAS NO

ENFOQUE CTS/CTSA E A APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

CRÍTICA

Apresentamos aqui a fundamentação teórica adotada na pesquisa, a

qual ofereceu suporte às intervenções, tendo por base a Teoria da

Aprendizagem Significativa de Ausubel (AUSUBEL et al., 1980 ), além do

enfoque CTSA (XAVIER; KERR, 2004; VIEIRA; BAZZO, 2007; INATOMI;

UDAETA, 2011), empregados para abordar o conceito de Energia, previsto nos

PCN (BRASIL, 1998) e no CBC (MINAS GERAIS, 2007).

3.1 A teoria da aprendizagem significativa (TAS)

Os processos de ensino e de aprendizagem tornam-se uma empreitada

que envolve várias dimensões como conteúdo, estratégias específicas,

metodologia e tecnologia. Para a realização de nossa investigação nos

baseamos na Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS), uma teoria situada

por vários autores entre as teorias construtivistas cognitivistas e que teve

grandes contribuições de David Ausubel. Moreira (1999), por exemplo,

considera que Ausubel é:

[...] um representante do cognitivismo e, como tal, propõe uma explicação teórica do processo de aprendizagem, segundo o ponto de vista cognitivo, embora reconheça a importância da experiência afetiva. Para ele, aprendizagem significa organização e integração do material na estrutura cognitiva. Como outros teóricos do cognitivismo, ele se baseia na premissa de que existe uma estrutura na qual essa organização e integração se processam. (Moreira, 1999, p. 152).

Deste modo, o fator determinante na aprendizagem é aquilo que o aluno

sabe, conforme explica Moreira (1999).

27

Para Ausubel, novas ideias e informações podem ser apreendidas e retidas na medida em que conceitos relevantes e inclusivos estejam adequadamente claros e disponíveis na estrutura cognitiva do indivíduo e sirvam, dessa forma, de ancoradouro a novas ideias e conceitos. Quando novas informações adquirem significados para o indivíduo através da interação com esses conceitos, sendo por eles assimilados e contribuindo para a sua diferenciação, elaboração e estabilidade, a aprendizagem é dita significativa. (MOREIRA, 1999, p.15).

Segundo Sales (2008), de acordo com a teoria de Ausubel, para que

ocorra uma aprendizagem significativa, é necessário estabelecer anteriormente

uma comparação entre as concepções alternativas que o aluno já possui e o

novo conceito a ser apreendido. Assim, para Ausubel, este processo envolve a

interação da nova informação com uma estrutura de conhecimento específica,

existente na estrutura cognitiva do indivíduo. Essas entidades psicológicas são

definidas por Ausubel como conceitos subsunçores, ou simplesmente

subsunçor. Novak (1981, p. 57-58) afirma que:

Assim, durante a aprendizagem significativa, a nova informação é assimilada por subsunçores relevantes existentes na estrutura cognitiva. Uma nova aprendizagem significativa resulta em crescimento e modificação adicionais de um subsunçor já existente. Dependendo da experiência prévia do indivíduo, os subsunçores podem ser relativamente grandes e bem desenvolvidos, ou ser limitados na variedade e quantidade de elementos (conjuntos celulares) que contém. (NOVAK, 1981, p. 57-58).

A Teoria de Aprendizagem Significativa (TAS) proposta por David Paul

Ausubel estabelece uma fundamentação teórica que explica o processo de

aprendizagem tendo em vista a estrutura e o funcionamento do eixo cognitivo

daquele que aprende. A aprendizagem mecânica ocorre quando há

apropriação de novas informações, desencadeando pouca ou nenhuma

interação do aprendiz com conceitos relevantes existentes em sua estrutura

cognitiva, conceitos estes que Ausubel et al. (1980) definem como

subsunçores. O subsunçor constitui uma estrutura específica por meio da qual

uma nova informação pode se integrar ao cérebro humano, que é altamente

organizado e detentor de uma hierarquia conceitual que armazena experiências

prévias do aprendiz (SANTOS, 2008, p.19). Diz Novak (1981, p. 58-59) que:

28

Quando conceitos relevantes não existem na estrutura cognitiva de um indivíduo, novas informações têm que ser aprendidas mecanicamente. Ou seja, cada unidade de conhecimento tem de ser arbitrariamente armazenada na estrutura cognitiva. Na aprendizagem mecânica, a nova informação não se relaciona a conceitos já existentes na estrutura cognitiva e, portanto, pouca ou nenhuma interação ocorre entre a nova informação adquirida e aquela já armazenada. (NOVAK, 1981, p. 58-59).

Para Ausubel, no modelo de aprendizagem mecânica ocorrem

associações puramente arbitrárias, sem qualquer vínculo claro com

subsunçores, tais como aquelas associações de pares, quebra-cabeça,

labirinto, ou aprendizagem de séries [...] ou como uma série arbitrária de

palavras (AUSUBEL, et al., 1980, p. 23). Santos (2008) acrescenta que com a

aprendizagem mecânica a pessoa decora fórmulas, leis, mas esquece após a

avaliação ou não sabe o que fazer com elas (SANTOS, 2008, p. 53).

Apesar dessas limitações, Ausubel et al. (1980) ponderam sobre a

necessidade de valorização da aprendizagem mecânica, considerando que a

mesma é inevitável no caso de conceitos inteiramente novos para o aprendiz –

aqueles conhecimentos que não têm como se ancorar em conhecimentos

prévios que, por ausência de subsunçores, são aprendidos mecanicamente.

Quando o aluno, de forma autônoma, descobre algo novo, mas esta nova

informação não faz sentido para ele, ou seja, não se associa à sua estrutura

cognitiva, ocorre aprendizagem mecânica por descoberta.

A TAS se enquadra como um tipo de aprendizagem por recepção ou

por descoberta. Neste contexto, a tarefa ou conteúdo potencialmente

significativo é compreendido ou tornada significativa durante o processo de

internalização (AUSUBEL et al.,1980, p. 20).

Uma questão importante relacionada às condições necessárias à

aprendizagem significativa é a disposição do aluno para a aprendizagem.

A aprendizagem significativa pressupõe que o aluno manifeste uma disposição para a aprendizagem significativa – ou seja, uma disposição para relacionar de forma não arbitrária e substantiva, o novo material à sua estrutura cognitiva – e que o material aprendido

29

seja potencialmente significativo – principalmente incorporável à sua estrutura de conhecimento através de uma relação não arbitrária e não literal. (AUSUBEL et al., 1980, p. 34).

A ideia central da TAS é a valorização dos conhecimentos prévios

(subsunçores) do aluno. Sobre esta ideia, Ausubel et al. (1980, p. 23) afirmam

que: A aprendizagem significativa ocorre quando a tarefa de aprendizagem implica relacionar, de forma não arbitrária e substantiva (não literal), uma nova informação em outras com as quais o aluno já esteja familiarizado, e quando o aluno adota uma estratégia correspondente para assim proceder. (AUSUBEL et al., 1980, p. 23).

A aprendizagem significativa pressupõe a predisposição do aluno para

estabelecer uma relação entre novos conceitos e os conceitos relevantes de

sua estrutura cognitiva. A aprendizagem significativa pode ocorrer por

descoberta ou por recepção, sendo que na aprendizagem por descoberta o

aluno deve buscar, sozinho, princípios, leis e relações de um determinado

fenômeno resolvendo algum tipo de problema, enquanto que na aprendizagem

por recepção o aluno recebe a informação pronta, devendo atuar ativamente

sobre esse material.

3.2 Os conteúdos básicos comuns (CBC)

Os Conteúdos Básicos Comuns (CBC), documento formulado Pela

Secretaria Estadual de Educação de Minas Gerais (SEE/MG) no ano de 2007,

estabelece os conhecimentos, as habilidades e competências a serem

adquiridos pelos alunos na educação básica, bem como as metas a serem

alcançadas pelo professor a cada ano. Expressa, ainda, os aspectos

fundamentais de cada disciplina e que devem ser ensinados aos alunos. No

ensino médio, o CBC é estruturado em dois níveis para permitir uma primeira

abordagem mais geral e semi-quantitativa no primeiro ano, e um tratamento

mais quantitativo e aprofundado no segundo e terceiro ano.

30

Elegemos para nossa proposta de investigação, baseada em alguns

dos conteúdos a serem abordados no primeiro ano do Ensino Médio, segundo

o (CBC, 2007): 1. Energia na vida humana

1.1. Reconhecer a energia como algo indispensável ao funcionamento da vida social e que essa dependência vem crescendo progressivamente ao longo da história humana.

2. O Sol e as fontes de energia

2.1. Reconhecer o Sol como nossa principal fonte de energia e origem de quase todas as fontes existentes na Terra.

3. Distribuição da energia na Terra

3.1. Compreender por que a energia solar não chega igualmente a todas as regiões da Terra e por que a água é um excelente líquido para fazer a energia circular e se distribuir pela Terra.

4. O Conceito de Conservação

4.1. Compreender a energia como algo que se conserva, que pode ser armazenado em sistemas, que pode ser transferido de um corpo a outro e transformado de uma forma para outra.

5. O efeito estufa e o clima na Terra

5.1. Compreender as causas da intensificação do efeito estufa e compreender o seu significado em termos ambientais. (CBC, 2007, p.37).

O CBC é importante por servir de base para a elaboração da avaliação

anual do Programa de Avaliação da Educação Básica (PROEB) e também para

o Programa de Avaliação da Aprendizagem Escolar (PAAE), que serão

tratados na análise dos resultados deste trabalho, auxiliando ainda no

estabelecimento de um plano de metas para cada escola. O progresso dos

alunos, reconhecidos por meio dessas avaliações, constitui referência básica

para o sistema de responsabilização e premiação da Escola e de seus

servidores. Ao mesmo tempo, a constatação de um domínio cada vez mais

satisfatório dos conteúdos pelos alunos gera consequências positivas na

carreira docente de todo professor.

31

3.3 As diretrizes curriculares nacionais para o ensino médio

As Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) (BRASIL, 1998) surgiram

para orientar as necessidades de mudanças propostas para o Ensino Médio,

cujo currículo era embasado em um ensino descontextualizado e com acúmulo

de informações, o que contribuía para gerar dificuldades de aprendizagem nos

alunos. Com a publicação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional

(LDB), em 1996 (BRASIL, 1996), começa a ser discutida a produção de

referenciais curriculares para as diversas etapas da educação básica, incluindo

o Ensino Médio.

As Diretrizes Curriculares Nacionais do Ensino Médio (DCNEM)

(BRASIL, 1998) propõem a organização do currículo desta etapa de ensino em

três áreas de conhecimento: Linguagens, Códigos e suas Tecnologias;

Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias; e Ciências Humanas e

suas Tecnologias. Este currículo está fundamentado no desenvolvimento de

competências e habilidades que seriam desenvolvidas em um ambiente

interdisciplinar e contextualizado. Cabe destacar que a Física está inserida na

área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias.

Segundo as DCNEM a aprendizagem das Ciências da Natureza deve

promover a construção e melhoria do conhecimento de uma forma prática,

interdisciplinar e contextualizada, propondo uma aprendizagem de princípios

científicos acerca do universo físico e natural, atualizados, aproximando o

aluno do mundo da investigação científica e tecnológica. Nesta investigação

esses princípios foram aplicados na solução e resolução de problemas, de

forma contextualizada, sejam reais ou simuladas.

As DCNEM estabelecem, também, competências e habilidades que

devem servir como referenciais pedagógicos na solução de problemas que

promovam a aprendizagem. Propõem ainda uma contextualização para que o

aluno passe a ver e entender que os conteúdos das diferentes disciplinas

escolares estão relacionados com o seu cotidiano e se inter-relacionam.

32

A aprendizagem proposta na área das Ciências da Natureza,

Matemática e suas tecnologias, segundo as DCNEM (BRASIL, 1998, p. 223-

224), mostra como compreender e utilizar os conhecimentos científicos para

melhor entender o funcionamento do mundo, podendo executar, avaliar e

planejar as ações que se observa na realidade. Esta área de conhecimento

objetiva a construção de competências e habilidades que permitam ao

educando:

Compreender as ciências como construções humanas, entendendo como elas se desenvolvem por acumulação, continuidade ou ruptura de paradigmas, relacionando o desenvolvimento científico com a transformação da sociedade.

Entender e aplicar métodos e procedimentos próprios das ciências naturais.

Identificar variáveis relevantes e selecionar os procedimentos necessários para a produção, análise e interpretação de resultados de processos ou experimentos científicos e tecnológicos.

Compreender o caráter aleatório e não determinístico dos fenômenos naturais e sociais, e utilizar instrumentos adequados para medidas, determinação de amostras e cálculo de probabilidades.

Identificar, analisar e aplicar conhecimentos sobre valores de variáveis, representados em gráficos, diagramas ou expressões algébricas, realizando previsão de tendências, extrapolações e interpretações.

Analisar qualitativamente dados quantitativos representados gráfica ou algebricamente relacionados a contextos socioeconômicos, científicos ou cotidianos.

Apropriar-se dos conhecimentos da física, da química e da biologia e aplicar esses conhecimentos para explicar o funcionamento do mundo natural, planejar, executar e avaliar ações de intervenção na realidade natural.

Identificar, representar e utilizar o conhecimento geométrico para o aperfeiçoamento da leitura, da compreensão e da ação sobre a realidade.

Entender a relação entre o desenvolvimento das ciências naturais e o desenvolvimento tecnológico e associar as diferentes tecnologias aos problemas que se propuseram e propões solucionar.

Entender o impacto das tecnologias associadas às ciências naturais na sua vida pessoal, nos processos de produção, no desenvolvimento do conhecimento e na vida social.

Aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais na Escola, no trabalho e em outros contextos relevantes para sua vida. (BRASIL, 1998, p. 223-224).

33

Em decorrência de uma desarticulação entre o ensino proposto e o

praticado nas escolas, foram elaborados os Parâmetros Curriculares Nacionais

do Ensino Médio (PCNEM) (BRASIL, 1999), que veio complementar as

DCNEM, fazendo referências às disciplinas que são vinculadas nas três áreas

de conhecimento, de modo a fornecer uma visão integradora entre as

disciplinas e uma visão interdisciplinar entre as áreas.

3.4 A proposta dos PCN para o ensino de física

A nossa pesquisa ancora-se nas propostas elencadas pelos PCN

(BRASIL, 1999), partindo do pressuposto de que o uso de metodologias de

ensino diversificadas pode contribuir para a aprendizagem significativa de

conceitos de energia, a partir dos conceitos prévios dos alunos. A proposta dos

PCN (BRASIL, 1999) destaca que: Não se trata, portanto, de elaborar novas listas de tópicos de conteúdos, mas, sobretudo, de dar ao ensino de Física novas dimensões. Isso significa promover um conhecimento contextualizado e integrado à vida de cada jovem. Apresentar uma física que explique a queda dos corpos, o movimento da lua ou das estrelas do céu, o arco-íris e também o raio laser, as imagens da televisão e as outras formas de comunicação. Uma física que explique os gastos da “conta de luz” ou o consumo diário de combustível e também as questões referentes ao uso das diferentes fontes de energia em escala social, incluída a energia nuclear, com seus riscos e benefícios. Uma física que discuta a origem do universo e sua evolução. Que trate do refrigerador ou motores a combustão, das células fotoelétricas, das radiações presentes no dia-a-dia, mas também dos princípios gerais que permitem generalizar todas essas compreensões. Uma física cujo significado o aluno possa perceber no momento que aprende, e não em um momento posterior ao aprendizado. (BRASIL, 1999, p. 23).

Para que esses objetivos sejam alcançados a Física deve ser encarada

não somente como um conjunto de conceitos, leis e fórmulas, mas como um

meio de compreensão prática do mundo, que contribua para o desenvolvimento

cognitivo do aluno, tanto no sentido prático quanto conceitual, levando em

consideração seu conhecimento prévio e a sua realidade. É importante que os

objetos e fenômenos sejam algo com que os alunos já lidam, devendo-se criar

problemas e questões que movam a sua curiosidade, aprimorando o seu

desenvolvimento cognitivo.

34

Neste sentido, mesmo após o Ensino Médio, estes alunos, em outras

instâncias profissionais ou no dia-a-dia, irão se deparar com situações em que

poderão utilizar os conhecimentos físicos adquiridos.

A Física é uma disciplina que favorece a construção de abstrações e

generalizações, e que possui uma maneira própria de lidar e de entender o

mundo. Essa maneira não se expressa somente pela forma como se

representa, como se escreve e descreve a realidade, mas principalmente pela

identificação das regularidades na investigação de fenômenos e na

conceituação de grandezas e suas quantificações. As habilidades relacionadas

à investigação estão intimamente associadas aos conteúdos de Física,

estimulando a observação e procurando descobrir situações-problemas a

serem enfrentadas e resolvidas, classificando, organizando e sistematizando os

fenômenos e fatos, segundo aspectos físicos e funcionais. Como exemplos

podemos citar a identificação de movimentos presentes no dia-a-dia, segundo

suas características, as diferenças dos materiais de acordo com as

propriedades elétricas, mecânicas, térmicas, magnéticas ou ópticas,

observação e identificação dos diferentes tipos de imagem e classificação

segundo a sua função.

A Física é uma disciplina que desenvolveu, no seu processo de

construção, uma linguagem própria para suas representações, sendo composta

de códigos e símbolos específicos. O entendimento e utilização desta

linguagem necessitam de competências que se referem à representação e

comunicação, que serão acompanhadas da expressão do saber conceitual. A

utilização desta competência propicia ao aluno, segundo os PCN do Ensino

Médio (BRASIL, 1999, p. 29):

Entender enunciados que envolvam códigos e símbolos físicos, como os valores nominais de tensão ou potência dos aparelhos elétricos, os elementos indicados em receitas de óculos, dentre outras coisas;

Compreender manuais de instalação e utilização de aparelhos;

Utilizar e compreender gráficos, relações matemáticas gráficas como expressão do saber conceitual de física;

35

Expressar-se corretamente utilizando de forma adequada a linguagem física em situações dadas, como saber distinguir massa de peso, calor de temperatura, dentre outras coisas;

Saber utilizar elementos de representação simbólica, como exemplo, os vetores e circuitos elétricos;

Saber descrever, de forma clara e objetiva, os conhecimentos físicos aprendidos, como por exemplo, relatos dos resultados de uma experiência de laboratório em conversas com um profissional eletricista, sabendo assim descrever no contexto do relato os conhecimentos físicos aprendidos de forma adequada;

Conhecer fontes e formas para obtendo informações relevantes, como vídeos, programas de televisão, sites da internet ou notícias de jornal, permitindo acompanhar o ritmo das transformações do mundo que vivemos, sendo um leitor crítico que sabe interpretar as notícias científicas;

Desenvolver a capacidade de elaborar sínteses através de esquemas relacionados a diferentes conceitos, processos ou propriedades, através da própria linguagem física trabalhada. (BRASIL, 1999, p. 29)

A construção da percepção das dimensões históricas e sociais na

Física é conseguida através da utilização da competência que, segundo os

PCN Ensino Médio (BRASIL, 1999, p. 29), referindo-se à contextualização

sociocultural, permitem ao aluno:

Reconhecer a Física como criação humana que explica a influência dos aspectos da história e sua relação no contexto cultural, social, político e econômico. O surgimento das teorias físicas e sua relação e influência com o contexto social que ocorreram;

Reconhecer-se como cidadão participante, tomando conhecimento das coisas ao seu redor, e ter consciência de eventuais problemas e soluções, relacionando com os conhecimentos aprendidos;

Entender e fazer relações de custo/benefício de coisas criadas pelo homem, como a fabricação de bombas atômicas com participação dos físicos, as implicações de um acidente que tenha envolvido a presença de radiações ionizantes, opção por outras formas de energia. Sendo capaz de emitir juízos de valor em relações sociais que envolvam aspectos relevantes a aspectos físicos e/ou tecnológicos;

Perceber e estabelecer relações entre o conhecimento da Física e diversas formas de expressão da cultura humana, como obras literárias, peças de teatro ou obras de arte;

Reconhecer a importância da Física no processo produtivo entendendo como ocorreu a evolução das tecnologias e a relação com o desenvolvimento do conhecimento científico;

36

Entender o aumento da capacidade do homem devido à evolução da tecnologia. (BRASIL, 1999, p. 29)

Com esse conjunto de aspectos dos PCNEM em mente, ampliamos as

possibilidades de desenvolvimento do conteúdo proposto visando promover

mudanças de ênfase nesse conteúdo, tendo por base o conceito de energia.

Com isso buscamos favorecer o entendimento de aspectos capazes de

contribuir para a vida individual, social e futuramente profissional do aluno,

privilegiando uma abordagem mais conceitual e que auxilie a compreensão dos

conhecimentos científicos em situações devidamente contextualizadas, tendo

em vista o emprego do enfoque CTS/CTSA e, com isso, buscando desenvolver

competências e valores nos alunos.

Uma vez que esta pesquisa se apoia nas orientações curriculares

nacionais e também no enfoque CTS/CTSA, cabe destacar, ao final deste

capítulo, alguns apontamentos feitos por Moraes e Araújo (2012, p. 84),

segundo os quais é possível estabelecer uma relação estreita entre os

Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) (BRASIL,

1998) e o enfoque CTS/CTSA, uma vez que diversos aspectos filosóficos e

epistemológicos apresentam similaridades.

Neste sentido, a figura 1 ilustra aspectos convergentes entre o ensino

realizado sob o enfoque CTS e os PCNEM, ambos utilizados nesta pesquisa

com vistas a possibilitar que os alunos interagissem com o conteúdo

específico, promovendo não apenas a aprendizagem conceitual, mas também

uma conscientização de valores e responsabilidades em suas ações

cotidianas.

37

Figura 1: Pontos de convergência entre ensino CTS e os PCNEM. Fonte: LUZ (2008, p. 40).

3.5 Alfabetização científica e tecnológica (ACT)

De nosso ponto de vista, é necessário que a Alfabetização Científica e

Tecnológica se estenda a todos, que se imponha “como uma dimensão

essencial de uma cultura de cidadania, para fazer frente aos graves problemas

com que há de enfrentar-se a humanidade hoje e no futuro” (PRAIA et alii,

2007, p. 145). Por ACT, podemos entender “o conjunto de conhecimentos que

facilitariam aos homens e mulheres fazer uma leitura do mundo onde vivem”

(CHASSOT, 2006, p. 34), objetivando-se formar seres que exerçam a

consciência de cidadania, a independência de pensamento e a capacidade

crítica. Chassot (2006, p. 97) propõe que os alunos "não só saibam ler melhor o

mundo onde estão inseridos, como também, e principalmente, sejam capazes

de transformar este mundo para melhor".

Subentende-se que alfabetizar cientificamente seja tornar o indivíduo

humano, haja vista que ter um corpo biologicamente constituído é necessário

38

para a existência humana, mas não suficiente, pois a humanização (o ser

cultural) do corpo constituído somente surgirá das relações sociais e das

construções mentais delas provenientes.

A ciência é uma construção conceitual, sendo muito mais do que a

enunciação de princípios e leis naturais. Provém da mente que elabora

modelos e teorias na tentativa de criar sentido para a realidade. Quando se

ensina algo, fazendo-o de forma intencional ou não, se está compartilhando

ideias, ideias estas que se impregnam na mente, e fazem-nos agir diferente,

ideias que determina o que e como somos. Não há ensino neutro, apolítico,

todo ensino é determinante e obtém impacto, bom ou ruim – não importa as

predefinições subjetivo-filosóficas de bom e ruim –, sendo necessário educar

com reflexão, para que não sejam apenas condicionamentos.

A significação da Alfabetização científica paira basicamente sobre três

aspectos: o interesse dos educandos pelas ciências, a interação das ciências

com os aspectos sociais dos alunos, e a compreensão científica da vida em um

contexto geral, se faz necessário um ensino de Ciências que envolva a

produção e utilização da Ciência na vida humana, oportunizando mudanças

revolucionárias ao se fazer ciência e se produzir a existência.

As coisas existem independentes de nosso conhecimento, e muito do

que compreendemos depende de quão aguçada e disposta é nossa percepção.

Desta forma, aprender e ensinar ciência são um exercício de comparar e refletir

acerca de modelos, e não de adquirir saberes pretensamente absolutos e

verdadeiros, de pensar possibilidades.

Conforme Cachapuz et alii (2011, p. 23), para que os estudantes

consigam, efetivamente, fazer uma leitura do mundo em que vivem, é

necessário que alcancem um nível multidimensional da alfabetização científica,

isto é, “desenvolver perspectivas da ciência e da tecnologia que incluam a

história das ideias científicas, a natureza da ciência e da tecnologia e o papel

de ambas na vida pessoal e social”.

39

Em nossa pesquisa nos preocupamos com o desenvolvimento dos

estudantes de modo que a partir das intervenções os alunos fossem capazes

de entender melhor o seu mundo, podendo pensar criticamente sua realidade e

superar posições ingênuas acerca de questões que envolvem conhecimentos

científicos e tecnológicos. Segundo Chassot (2006), o objetivo do ensino de

ciências nas escolas não se resume em formar cientistas. O desafio, segundo o

autor, seria encarar as ciências como uma linguagem que pode propiciar um

entendimento mais crítico do mundo pelos alunos e alunas, ampliando a

percepção e compreensão de mundo.

Para tal, sonha-se com seres pensantes que se transformem e sejam

multiplicadores das boas mudanças. A ciência é a linguagem com a qual

escrevemos uma percepção de realidade, é um meio com o qual interagimos.

Debruça-se sobre questões de ensino e aprendizagem, na tentativa de

compreender e sanar defasagens dos educandos acerca de conceitos

científicos, e superar limites humanos de preconceitos sobre a dimensão do

universo, exercitando a consciência e percepção da necessidade de

transformar. É necessário deixar de ser informador para ser formador.

40

CAPÍTULO 4 - O PROCESSO DE INTERVENÇÃO

Este capítulo aborda aspectos das etapas da pesquisa de intervenção

que ocorreram ao longo do ano de 2013, utilizando todas as quatro aulas

semanal previstas para a disciplina de Física, podendo-se destacar: aula

expositiva, apresentação de seminário e debate pelos alunos, construção e

validação de uma usina termoelétrica na etapa de experimentação, e a

utilização do livro didático.

4.1 A aula expositiva

No inicio do ano letivo, logo na primeira semana de aula, reunimos na

sala de orientação os alunos matriculados no primeiro ano do Ensino Médio da

Escola Estadual Ana Cândida de Figueiredo para expor-lhes sobre nosso

projeto de pesquisa. Nesse momento afirmamos tratar-se de um projeto de

mestrado do professor pesquisador e que este se caracterizava por ser uma

pesquisa relacionada com os conceitos de energia, conteúdo esse que seria

ministrado por ele. Após esclarecimento de dúvidas sobre o projeto, toda a sala

se mostrou motivada para participar da pesquisa. Na aula seguinte, na

qualidade de professor e pesquisador, ministrei uma aula expositiva sobre os

tópicos que compunham a ementa da disciplina de Física prevista para o

primeiro ano do Ensino Médio.

Nesta apresentação, consideramos como referência bibliográfica a

revista Projeto Escola e Cidadania (PEC) (SILVA, 2000), quando foi explicitado

aos alunos a ideia do que seria estudado nas aulas de Física e de que maneira

planejávamos realizar este o desenvolvimento desse projeto.

De acordo com a revista PEC (2000), a Física pode ser caracterizada

por meio de 7 aspectos principais:

41

Relação entre Física e a natureza, A Física como construção humana, A Física e o método cientifico, As Linguagens da Física, Relações entre a Física e a Tecnologia, Nem a Física nem a tecnologia são neutras e, por fim, Para que saber Física. (SILVA, 2000, p.15).

Salientamos, como primeiro aspecto relevante, a não neutralidade da

Física e da Tecnologia, visto que são resultantes de desenvolvimentos

humanos, sujeitos aos seus valores, contexto histórico e político, interesses

pessoais e econômicos, possuindo fragilidades intrínsecas. Enfatizamos que é

relevante questionar: Para que saber Física? Qual é a sua importância e de

que maneira os conhecimentos físicos podem nos auxiliar a compreender o

mundo e a resolver nossos problemas?

Na relação entre Física e a Natureza destacamos que muitas fontes de

pesquisa simplesmente definem Física como a ciência que estuda os

fenômenos da natureza. Quando observam a natureza, os físicos buscam as

regularidades e depois eles tentam explicá-las. Newton afirmou que os objetos

caem por causa da atração entre sua massa e a massa da Terra. Porém,

Newton generalizou a ideia de atração entre massa ao afirmar que é essa

atração que determina os movimentos dos astros.

A Física como construção humana aponta que as ideias e conceitos

são propostos e criados pelos homens para atender a seus interesses ou

necessidades. Assim, podemos até chamar essas explicações de invenções

humanas. As usinas hidrelétricas são um exemplo da aplicação do

conhecimento físico no mundo moderno.

A abordagem da Física e o Método Científico permitem compreender

que este parte da observação criteriosa da natureza, tentando detectar suas

regularidades, vislumbrando seus processos e transformações, o que leva à

formulação de Hipóteses e comprovação por meio de experiência. Gera-se, por

fim, uma explicação adequada para os fenômenos observados na natureza.

As Linguagens da Física mostram que se deve buscar o máximo de

neutralidade, precisão e economia, sendo que as relações matemáticas são

42

quase sempre a linguagem mais adequada para descrever um fenômeno. O

mesmo vale para os gráficos, pois eles são poderosos instrumentos para

representar ou descrever a natureza. Infelizmente, muitas pessoas restringem

a Física somente à linguagem matemática. Embora a linguagem matemática

seja importante, a Física abrange aspectos mais amplos.

As relações entre a Física e a Tecnologia apontam que a tecnologia tem

como meta o aumento da eficiência em qualquer atividade. Ela procura deixar

os objetos mais duradouros, ou mais confiáveis, mais rápidos, ou uma

combinação de tudo isso. Hoje, a Tecnologia e a Física são consideradas

parceiras, elas se ajudam e se impulsionam mutuamente e interferem

diretamente em sua vida.

Quando abordamos a neutralidade da Física e da Tecnologia,

destacamos que praticamente toda descoberta científica aplicada à Tecnologia

tem efeitos imediatos na vida humana. Como exemplo disto podemos citar as

leis do eletromagnetismo, que possibilitaram o surgimento da televisão e com

ela houve uma revolução: as pessoas passaram a se informar mais

rapidamente sobre o que ocorre no Planeta, mas ao mesmo tempo passaram a

relacionar-se menos com suas famílias.

Nesta aula expositiva houve uma participação muito tímida, acanhada e

desconfiada dos alunos. Notamos que, embora tenha havido receptividade em

relação à abordagem proposta, os alunos não interagiram expressivamente

conosco enquanto professor e pesquisador e não realizaram nenhuma

pergunta, apenas concordaram e se mostraram curiosos em participar da

pesquisa.

4.2 Seminário e debate como estratégica didáticas para a aprendizagem do conceito de energia utilizando o enfoque CTS/CTSA

A realização dos seminários teve como objetivo estimular a

aprendizagem de aspectos do enfoque CTS/CTSA a partir da leitura de nove

artigos selecionados e disponibilizados aos alunos.

43

Tendo em vista o conhecimento temático específico sobre energia,

tema transversal previsto no planejamento escolar sugerido pelo CBC, os

alunos realizaram seminários e debates. Neste contexto, entende-se que o uso

de seminários como uma estratégia de ensino para apoiar as aulas de Física

tende a promover a aprendizagem sobre alguns elementos típicos do enfoque

CTS/CTSA para propiciar uma Alfabetização Científica e Tecnológica,

objetivando despertar relevantes habilidades e competências necessárias aos

alunos.

Segundo Veiga (2008), o seminário é uma técnica de ensino

socializado, na qual os alunos se agrupam com o objetivo de estudar,

investigar e discutir um ou mais temas, sob a direção do professor. A autora

enfatiza que o seminário possibilita:

Investigar um problema, um ou mais temas sob diferentes perspectivas, tendo em vista alcançar profundidade de compreensão; Analisar criticamente fenômenos observados, ou as ideias do(s) autor(es) estudados(s); propor alternativas para resolver as questões levantadas; trabalhar em sala de aula de forma cooperativa; instaurar o diálogo crítico sobre um ou mais temas, tentando desvendá-los, ver as razões pelas quais eles são como são, o contexto político em que se inserem. (VEIGA, 2008, p. 110).

Assim, cada grupo de alunos escolheu livremente um dos três artigos

propostos relacionados a conceitos de energia, sua distribuição e

transformações e preparou a exposição oral do tema preocupando-se com a

objetividade frente aos colegas de sala, apresentando ainda, uma síntese por

escrito para todos os grupos. Os nove artigos apresentados aos alunos se

dividem em dois grupos:

1º) Seis artigos que tratam de relações CTS e CTSA, almejando

desenvolver valores e atitudes específicas, como analisar um desenvolvimento

científico-tecnológico na perspectiva de suas implicações e consequências

para a sociedade de uma forma geral. Esses artigos apenas formaram aporte

teórico para o enfoque CTS, sendo utilizados apenas para leitura, não

demandando apresentação por parte dos alunos.

44

2º) Três artigos que relacionavam os conceitos de energia, suas

transformações e processos de transferência. Esses artigos foram o foco da

apresentação de alguns seminários por parte dos alunos.

Como ferramenta didático-metodológica, foi utilizado o seminário com

exposição oral, ficando cada grupo de alunos responsável por fazer uma

apresentação sobre um dos três artigos disponibilizados inicialmente. Os nove

artigos foram divididos em 3 blocos, baseados no enfoque Ciência-Tecnologia-

Sociedade (bloco 1), Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (bloco 2) e os

conceitos de energia (bloco 3).

Os conteúdos dos artigos do bloco 3 fazem relação com os conceitos

específicos de energia, os do bloco 1 são voltados a abordar o enfoque CTS e

a Educação em ensino de Física. Esses artigos tiveram como objetivo

proporcionar aos alunos um primeiro contato sobre o que é CTS e como esse

movimento pode auxiliar na melhoria do ensino de Física. Os artigos do bloco 2

tratam sobre CTSA e a Educação no Ensino de Física. Esses artigos envolvem

uma discussão mais ampla de aspectos ambientais, fazendo com que o

conteúdo específico de energia fosse tratado explicitando ligações de cunho

CTSA.

Além da apresentação oral, cada grupo ficou responsável por fazer um

resumo de todos os artigos apresentados com a intenção de desenvolver

competências específicas, como analisar aspectos do desenvolvimento

científico e tecnológico na perspectiva de suas implicações e consequências

para a sociedade de uma forma geral. Desejou-se, assim, criar condições

favoráveis para desenvolver uma alfabetização científica que abra caminho

para o aluno cumprir de maneira mais adequada seu papel de cidadão perante

a sociedade. Os artigos selecionados e disponibilizados sobre o enfoque CTS e

CTSA foram divididos sobre os seguintes temas:

45

Bloco 1 - Artigos sobre CTS e educação/ensino de Física:

a) ANGOTTI, J. A.; BASTOS, F. P.; MION, R. A. Educação em Física:

Discutindo ciência, tecnologia e sociedade. Revista Ciência e Educação,

v.7, n.2, p.183-197, 2001.

b) PINHEIRO, N. A. M.; SILVEIRA, R. M. C. F.; BAZZO, W. A. Ciência,

Tecnologia e Sociedade: A relevância do enfoque CTS para o contexto do

Ensino Médio. Revista Ciência & Educação, v. 13, n. 1, p. 71-84, 2007.

c) AULER, D.; DELIZOICOV; D. Alfabetização Científico-Tecnológica para

que?, ENSAIO – Pesquisa em Educação em Ciências Volume 03/Número 1

– Jun. 2001.

Bloco 2 - Artigos sobre CTSA e educação/ensino de Física

a) SANTOS, W. L. P Educação CTSA: Educação Científica Humanística em

Uma Perspectiva Freireana: Resgatando a função do Ensino de CTS.

Alexandria Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, v. 1, n. 1, p. 109-

131, 2008.

b) RIBEIRO, T. V.; ROVERSI, L. G.; COLHERINHAS, G. G.; O Ensino por

Pesquisa no Ensino Médio: Discussão de questões CTSA em uma

alfabetização Científico-Tecnológica. VIII ENPEC – Encontro Nacional de

Pesquisa em Educação e Ciências, v. 1, 2011.

c) OLIVEIRA, I. S.; PINHEIRO, N. Z.; FREITAS, C. A.; MENEZES, P. H. D. M.;

Problemas Ambientais Locais: Educabilidades possíveis a partir do enfoque

CTSA. VIII ENPEC – Encontro Nacional de Pesquisa em Educação e

Ciência, v. 1, 2010.

Os conceitos de energia, suas transformações e sua distribuição foram

abordados nos seminários por meio dos seguintes artigos:

Bloco 3 - Artigos sobre aspectos de Educação Ambiental, abordando questões

relacionadas à energia, sua distribuição e transformações.

a) VIEIRA, K. R. C. F.; BAZZO, W. A. Discussões Acerca do Aquecimento

Global: Uma proposta CTS para abordar esse tema controverso em sala

de aula. Ciência & Ensino, vol. 1, número especial, p. 1-12, 2007.

46

b) INATOMI, T. A. H. I.; UDAETA, M. E. M. U.; Análise dos Impactos

Ambientais na Produção de Energia dentro do Planejamento Integrado

de Recursos. Seção de estudos estratégicos de energia e de

desenvolvimento sustentável do GEPEA/EPUSP, p. 14. 2011.

c) XAVIER, M. E. R.; KERR, A. S. A análise do efeito estufa em textos

paradidáticos e periódicos jornalísticos. Caderno Brasileiro de Ensino de

Física, São Paulo, v. 21, n. 3, p. 325-349, 2004.

Ao estudarem aspectos do enfoque CTS os alunos puderam

compreender a importância de visualizarem os conteúdos específicos em suas

múltiplas dimensões, o que facilita a formação de um cidadão participativo na

sociedade, aprimorando a sua capacidade de tomada de decisões. Seria muito

simples explicar o conceito de energia, por exemplo, sem explicar os danos

ambientais, os aspectos políticos que estão por trás das construções de usinas

para obtenção de energia, sem fazer questionamentos sobre o consumo

exagerado de objetos tecnológicos, que vão produzir instantaneamente um

bem estar, mas no futuro causarão impactos ambientais, muitas vezes

irreversíveis.

Com isso, a utilização de seminário como estratégia de ensino para

abordar o conteúdo científico de Energia permite ao aluno, além de

compreender o conteúdo programado, agregar e ampliar seus conhecimentos

acerca da Natureza da Ciência, pois entre outros aspectos ela não caminha

sozinha, estando sempre modificada pelos avanços da tecnologia, sofrendo

ainda, influências decorrentes dos contextos políticos, sociais e econômicos.

A utilização de seminários como estratégia de ensino vem ao encontro

do enfoque CTS/CTSA, pois os alunos podem construir novos conhecimentos,

não ficando apenas a cargo do professor a sua transmissão. Quando o aluno

realiza atividades de investigação e interage nas aulas, a sua aprendizagem se

faz com mais naturalidade e com maior amplitude.

A metodologia de pesquisa utilizada como base para a analise dos

resultados dos seminários teve como referencial os pressupostos da

47

abordagem qualitativa. Segundo Veiga (2008, p. 164) esta modalidade de

pesquisa:

[...] busca descobrir e descrever como as noções se instalam, qual a qualidade dos processos interativos e como um fato singular pode adquirir relevância em relação aos contextos mais amplos. A preocupação dessa modalidade de pesquisa é, pois, ‘costurar’ o captado de forma a que fatos e fenômenos componham um todo relacional. Ainda pressupõe o questionamento dos fenômenos e sujeitos investigados, com o objetivo de perceber aquilo que eles experimentam em suas instituições, o modo como interpretam as experiências e como estruturam o mundo social em que vivem. (VEIGA, 2008, p. 162).

4.2.1 Intervenção pedagógica por meio do seminário

Os estudantes fizeram uso do Microsoft Office PowerPoint para a

construção e apresentação do seminário, que foram expostos aos colegas de

sala no dia 05 de novembro de 2013, aproximadamente 45 dias após a entrega

dos artigos aos grupos.

Do dia primeiro ao dia 15 de outubro de 2013, os alunos focaram a

leitura dos artigos com enfoque CTS/CTSA (Bloco 1 e 2), e do dia 16 de

outubro ao dia 04 de novembro de 2013, foram entregues, para leitura e

discussão, os artigos voltados para o conteúdo específico de energia, suas

transformações e sua distribuição (bloco 3). Nesta mesma data foram

planejadas as apresentações e as respectivas falas que ocorreriam durante a

apresentação do seminário.

O seminário sobre os conceitos de energia se deu a partir do estudo de

três artigos, sendo a sala subdividida em dois grupos de dez alunos e um grupo

de oito alunos, mesma distribuição que os alunos tiveram para a leitura dos

blocos 1 e 2 de artigos.

Assim, cada grupo recebeu uma cópia impressa de todos os artigos

dos blocos 1 e 2, e apenas um dos artigos do bloco 3, preparando sua

exposição oral sobre os artigos de Vieira e Bazzo (2007), Inatomi e Udaeta

(2011) e Xavier e Kerr (2004) (bloco 3), sendo orientados a atuar com

48

objetividade frente aos colegas e o professor, apresentando para este uma

síntese escrita.

Em média, o tempo de apresentação de cada grupo foi de 40 minutos.

A figura 4 relata o momento da apresentação do seminário de um dos grupos.

Figura 2: Momento da apresentação do seminário por um dos grupos de

alunos. Fonte: Acervo do autor.

4.3 O uso da experimentação no ensino de física

A utilização de atividades experimentais no ensino de Física tem sido

objeto de investigação em diversos trabalhos, como em Alves Filho (2002),

Araújo e Abib (2003), Borges, (2004), Gil-Pèrez et al. (1996), Antúnez, Pérez e

Petrucci (2008), Cerri e Tomazello (2008), Silva, et al. (2009), Pedroso (2014)

dentre outros.

Estas pesquisas possuem enfoques e objetivos diferentes, mas todas

apresentam um ponto comum, destacam a importância da atividade

experimental como forma de melhorar a qualidade da transposição didática dos

conceitos científicos. Acredita-se que as situações concretas fornecidas pelos

experimentos possibilitam a contextualização e a problematização do conteúdo

a ser desenvolvido na sala de aula e, ao mesmo tempo, permite a construção

de novos conceitos, particularmente quando estas atividades envolvem a

solução de problemas que surgem quando os alunos são expostos à atividade

experimental.

49

Os documentos oficiais, dentre eles os Parâmetros Curriculares

Nacionais para o Ensino Médio (PCN) (BRASIL, 1998) e as Orientações

Curriculares para o Ensino Médio (OCEM) (BRASIL, 1998), apontam o uso de

experimentos como uma estratégia adequada para se abordar diversos temas

científicos, uma vez que os mesmos fazem parte da vida, da escola e do

cotidiano de todos.

As atividades experimentais não devem ser exclusivamente realizadas

em um laboratório com roteiros fechados, mas sim partir de um problema ou

questão a ser respondida (BRASIL, 2002, p. 71). O conceito de energia e suas

transformações constituíram o tema abordado e que serviu de partida para a

realização da atividade experimental proposta.

As Ciências e em especial a Física são disciplinas que desenvolveram,

no seu processo de construção, uma linguagem própria para suas

representações, sendo composta de códigos específicos. O entendimento e a

utilização dessa linguagem necessitam de competências que se referem à

representação e comunicação, que serão acompanhadas da expressão do

saber conceitual.

Segundo os PCN+ (BRASIL, 1999), criado com a finalidade de

complementar os PCNEM, o professor deve evitar experiências que se

reduzem à execução de listas de procedimentos pré-fixados. O professor deve

propor trabalhar com materiais de baixo custo, tais como pedaços de fios,

garrafas usadas, pequenas lâmpadas, pilhas, ímãs, e também com multímetros

e osciloscópios, sendo a principal preocupação a realização das competências

com as atividades desenvolvidas. No caso das atividades experimentais

realizadas com os alunos, buscamos utilizar materiais de baixo custo e fácil

aquisição na construção do nosso aparato experimental.

O conjunto de elementos citados pelos PCNEM (BRASIL, 1999)

procura de diferentes formas apontar caminhos para a melhoria do ensino

médio, onde além da reformulação da abordagem dos conteúdos ou tópicos de

ensino, é importante ter em mente a necessidade de se promover mudanças

50

de ênfase, favorecendo a vida individual, social e profissional presente e futura

do aluno que integra a escola.

As OCEM (BRASIL, 1999) sinalizam que a experimentação não

garante a produção de conhecimentos significativamente, mas é uma

importante ferramenta para construção do mesmo.

4.3.1 Desenvolvimento da atividade experimental com os alunos

Em nossa proposta de atividade experimental, a turma de 28 alunos foi

dividida em grupos de 4 alunos cada, para que as observações fossem

facilitadas. A montagem do experimento ocorreu após a devida explanação

detalhada das etapas, bem como pela demonstração de uma usina

termoelétrica construída por nós.

A figura 3 mostra uma usina construída por nós, na qualidade de

professor pesquisador, onde, ao ser exposta à sala, os alunos questionaram

sobre a montagem e os equipamentos necessários para o funcionamento

adequado da usina termoelétrica.

Figura 3: Modelo didático da Usina termoelétrica construída pelo professor pesquisador.

Fonte: Acervo do autor.

4.3.2 Objetivos da construção do modelo didático da usina termelétrica

51

A construção do modelo didático da Usina Termelétrica procurou

desenvolver, nos alunos, conceitos relacionados com energia e processos de

conservação e transformação de energia através da montagem e validação do

experimento, entrelaçando com os conhecimentos anteriores abordados

durante as aulas expositivas nas quais utilizamos o livro didático como recurso

de apoio didático. Dentre os objetivos propostos para a construção da Usina

Termelétrica destaca-se:

A superação das concepções empírico-indutivistas da ciência: que

presume que os alunos levantem hipóteses e que, a partir de seus

conhecimentos prévios, levem tais hipóteses a provas.

A promoção da argumentação dos alunos: que se atenta para o fato de que

outro ponto importante para superação das dificuldades foi tornar a aula de

Ciência/Física argumentativas, proporcionando ao aluno condições necessárias

para que ele apresentasse uma argumentação com justificativa para

transformar fatos em evidências.

Segundo Driver, Newton e Osborne (2000), as observações e as

experiências não são a rocha sobre a qual a Ciência é construída, essa rocha é

a atividade racional de argumentos com base em dados obtidos.

Por uma postura científica, a sala de aula deve ser um ambiente de

aprendizagem de modo que os alunos adquiram a competência de argumentar

a partir de dados obtidos, procurando a construção de justificativas.

A incorporação de ferramentas matemáticas: permite observar-se as aulas

estão oferecendo a oportunidade de incorporar o papel essencial da linguagem

matemática no desenvolvimento científico.

A transposição do novo conhecimento para a vida social: percebe-se se há

necessidade de verificar se as atividades experimentais estão proporcionando

a transposição do conhecimento aprendido para a vida social, procurando

buscar as complexas relações entre ciência, tecnologia e sociedade,

52

procurando generalizar e/ou aplicar o conhecimento adquirido, relacionando-o

com a sociedade em que vivem.

Atividades experimentais assim desenvolvidas tendem a promover o

questionamento e o envolvimento ativo dos alunos, estimulando o trabalho em

grupo, estabelecendo relações entre o conhecimento e os resultados obtidos,

não privilegiando apenas a memorização.

4.3.3 Construção de um modelo didático da usina termoelétrica

Para a construção da usina termoelétrica utilizamos ferramentas

simples, como por exemplo, martelo, tesoura e ferro de solda, sendo ainda

empregados os seguintes materiais: madeira para a base; cano de cobre de 5

mm; cooler de computador; LED; multímetro digital; fio de cobre fino; massa

epóxi; giz e álcool.

Foi possível constatar, durante a realização da atividade, que alguns

alunos demonstraram destreza ao manipular as ferramentas, sinalizando que já

as conheciam. Estes alunos são filhos de pedreiros, serralheiros, eletricistas,

técnicos de informática e encanadores. É relevante ressalvar que a facilidade

destes alunos ao manipularem algumas das ferramentas tornou a aula um

momento de troca de experiências entre os colegas de grupo e entre os

diferentes grupos.

A figura 4 ilustra o momento de construção da usina por um dos grupos.

53

Figura 4: Construção do modelo didático da usina termoelétrica por um dos grupos.

Fonte: Acervo do autor.

A usina construída pelos alunos ilustrada na figura 5 era composta das

seguintes partes:

Figura 5: Componentes do modelo didático da usina termoelétrica.

Fonte: Acervo do autor.

Após a construção do modelo didático experimental da usina os alunos

tiveram mais facilidade para investigar o seu funcionamento. Primeiramente,

com o auxílio do multímetro, mediram a tensão fornecida pelo cooler acionado

pela pressão do vapor contido na câmara de compressão, sendo os resultados

obtidos, aqueles apresentados na tabela 1.

Fornalha

Câmara de compressão

Bico de expansão gasosa

Gerador elétrico

Receptor

54

Tabela 1: Tensão obtida experimentalmente pelos grupos.

Grupos Tensão máxima (em V)

G1 2,21 G2 1,95 G3 2,10 G4 1,87 G5 2,13 G6 2,41 G7 1,99

A figura 6 ilustra o momento em que o grupo G7 efetua a medição da

tensão fornecida pelo cooler.

Figura 6: Medida da tensão do cooler feita pelo Grupo 7. Fonte: Acervo do autor.

Logo após a medição da tensão fornecida pela usina, passou-se à

instalação do LED (diodo emissor de luz). O LED utilizado na usina era de cor

vermelha que, de acordo com o fabricante, necessita de 1,6 V para emitir luz.

Os alunos descobriram, por tentativa e erro, o que significa ser um diodo1, e

após a descoberta, passaram a conectá-lo de maneira correta no cooler

(gerador elétrico), conforme se observa na figura 7.

1 Em linhas gerais, um diodo possibilita a passagem da corrente elétrica somente em

um sentido.

55

Figura 7: Instalação do LED no cooler. Fonte: Acervo do autor.

Após a instalação do LED no gerador, testou-se o funcionamento da

usina termoelétrica, sendo explorados diversos conceitos físicos ao longo do

funcionamento da usina, com destaque para:

1º) leitura da indicação do grau INPM contido no álcool utilizado:

O grau INPM (Instituto Nacional de Pesos e Medidas) °INPM (%P=

porcentagem de álcool em peso ou grau alcoólico INPM) significa a quantidade

em gramas de álcool absoluto contida em 100 gramas de mistura hidro-

alcoólica. O frasco de álcool que utilizamos indicava, conforme a figura (8),

92,8 graus INPM, e isto significa que tem 92,8% em massa de álcool, e 7,2%

em massa de água. A unidade INPM é uma unidade utilizada pelo Instituto

Nacional de Pesos e Medidas, hoje INMETRO, para informar o volume de

álcool etílico contido em cada litro e em qual percentual ele foi diluído.

Figura 8: Indicação do grau de INPM do álcool utilizado na usina termoelétrica.

Fonte: Acervo do autor.

56

2º) Leitura da temperatura de queima do álcool:

Neste momento os grupos de alunos foram questionados sobre o

procedimento de se aferir a temperatura de queima do álcool. O grupo 2 propôs

utilizar-se de um termômetro clínico. Ao pesquisarem sobre a temperatura

máxima suportada por esse tipo de termômetro perceberam ser impossível

usá-lo com instrumento de medida, pois acreditavam que a temperatura de

queima do álcool era superior a 50 ºC, indicação máxima do termômetro

clínico. O grupo 4 sugeriu utilizar uma barra de metal (chumbo) expondo-a

diretamente às chamas do fogo. Caso a barra fosse derretida, saberiam a

temperatura do fogo. Logo os grupos iniciaram uma discussão apontando a

imprecisão nessa medida.

Após algumas sugestões dos grupos mostramos o termômetro de

infravermelho (figura 9) e comentamos seu princípio de funcionamento e

finalidade. Inteiramos que este termômetro é usado em oficinas mecânicas

para aferir temperaturas dos motores, na calibração de aparelhos de ar

condicionado, na aferição de temperatura de peças que ficam muito tempo em

contato (atrito) e na verificação de temperatura em locais de difícil acesso.

Figura 9: Termômetro infravermelho utilizado no experimento. Fonte: Acervo do autor.

3º) Vaporização da água na câmara de compressão:

57

A temperatura da chama produzida pelo álcool atinge

aproximadamente 1.900 ºC, porém, com o auxílio do termômetro de

infravermelho, no momento da aferição, constatou-se que a temperatura da

chama que chega à câmara de compressão estava em torno de 330 ºC. Essa

diferença de valores é devida às dissipações que ocorrem para o ambiente, o

que está de acordo com nossas observações, pois o ponto de fusão do

alumínio, material de construção da câmara de compressão, está em torno de

660 ºC.

Na atividade experimental realizada pelo grupo 2, colocou-se 150 ml de

água na câmara de compressão e a variação de temperatura do sistema

chama do álcool/água ficou em torno de 325 ºC.

O grupo 2 utilizou a equação da calorimetria (Q = m.c.ΔT) para

determinar a quantidade de calorias que foram transferidas do álcool para a

água e constatou que Q = 48,75 cal de energia no tempo total de 6 minutos, o

que fez com que a água entrasse em ebulição em aproximadamente 3 minutos

e 20 segundos. No entanto, foram necessários mais de 5 minutos para a

pressão do vapor gerado na câmara de compressão atingir seu valor máximo,

fazendo com que o gerador elétrico (cooler) indicasse 1,95 V.

4.3.4 Abordagem realizada sobre as transformações de energia

A energia produzida pelo álcool aciona a usina, isto é, a energia

química armazenada na estrutura dos átomos que compõem o álcool é

empregada para colocar em funcionamento a usina. Assim, os elementos

constituintes do álcool etílico (fórmula molecular: CH3CH2OH) combinam-se

com o oxigênio do ar e, assim, nesse processo denominado combustão (ou

oxidação), convertem a energia química em energia térmica.

Certa porcentagem desta energia térmica é transferida para a câmara

de compressão e produz vapor. A razão entre a quantidade de energia térmica

aproveitada pela câmara de compressão (útil) e a quantidade de energia

58

térmica libera pelo álcool (fornecida) é denominada rendimento da câmara de

compressão, de modo que, indicando-se esse rendimento por r tem-se:

fornecidatérmicaEnergiaútiltérmicaEnergiar =

Em todas as etapas das transformações tem-se um rendimento

específico, ou seja, quanto se aproveitou daquilo que recebeu. Em outras

palavras, em todas as etapas, como o rendimento nunca é 100%, teremos

perdas na forma de energia dissipada para o ambiente, fazendo com que a

região em torno da fornalha e da câmara de compressão ficasse aquecida.

A expansão do vapor no bico de saída da câmara de compressão

atinge as palhetas do gerador (cooler), transformando a energia térmica do

vapor em energia mecânica. O vapor quente produz o movimento de rotação

das palhetas do gerador, mas essa etapa tem um baixo rendimento.

Esta energia mecânica disponível na saída da câmara de compressão

é usada para acionar o gerador elétrico o qual, por sua vez, converte uma

grande proporção (alto rendimento) da energia mecânica que recebe em

energia elétrica. Finalmente, a energia elétrica é aproveitada para fazer

acender o LED.

O grupo 5 propôs-se a calcular o rendimento da usina termelétrica por

ele construída. Após a realização de pesquisas sobre a potência do LED que

utilizaram e das equações que possibilitasse obter o resultado esperado,

constataram que:

Potência do LED vermelho (segundo o fabricante) = 29 mW = 0,029 W;

Um cal = 4,18 J (Joules);

Tempo de permanecia do LED acesso = 5 minutos = 300 s;

Energia necessária para manter o LED aceso por cinco minutos = 8,7 J;

59

Energia fornecida pelo álcool à água na câmara de compressão = 203,8 J;

Rendimento da usina do grupo 5 = r = 4,3%.

Neste momento, comentamos as grandes dissipações de energia

ocorridas durante o processo, indicando que chegaram a mais de 95%, e

pedimos aos grupos que fizessem o levantamento deste tipo de dissipação,

descrevendo o que ocorreu com toda essa energia produzida e que foi

dissipada.

4.3.5 Aspectos CTS/CTSA envolvidos na construção do modelo didático da usina térmica

As discussões sobre as atividades práticas utilizadas como parte da

metodologia de ensino da Física que empregamos mostram que, muitas vezes,

a visão simplista sobre a experimentação está associada com a rotina do

observar para teorizar (GALIAZZI; GONÇALVES, 2004). Isso remete ao

entendimento que a experimentação tem apenas a função única de comprovar

uma teoria, o que pode levar à falsa visão de que a ciência é uma verdade

absoluta.

Em relação à utilização da experimentação como modalidade didática,

consideramos que uma atividade experimental envolve o controle e a

manipulação de muitas variáveis. Nesse sentido, nosso aparato experimental

foi ponto de partida para o estudo de conceitos de energia relacionados com

ideias a serem problematizadas e discutidas em aula.

Nessa concepção, enfatizamos a necessidade dos alunos dialogarem

com os conhecimentos da Física (energia e suas transformações),

possibilitando observações e interpretações dos fenômenos envolvidos no

experimento proposto, superando a separação entre teoria e prática

experimental. Entendemos que nossa atividade experimental contribuiu não

apenas para a aprendizagem conceitual dos alunos, mas também sobre a

natureza da ciência, valorizando o caráter social da produção do conhecimento

científico, sendo que “é justamente na exploração de novos domínios, muito

60

susceptível a erros, que está à construção do conhecimento” (BAZZO, 2010, p.

28).

Desse modo, ao possibilitarmos o contato dos alunos com processos

experimentais em uma abordagem CTSA, foi possível compreender a forma

como ocorrem a transformação da energia térmica em energia elétrica, e a

quais impactos ambientais podemos estar sujeitos nas construções de usinas

geradoras de energia elétrica. Além disso, durante a construção do nosso

aparato experimental, exploramos as oportunidades de contextualização dos

conceitos de consumo de energia elétrica em nossas residências, por meio de

discussões e problematizações decorrentes do alto consumo de alguns objetos

tecnológicos disponíveis para a sociedade, questionando qual o objetivo

desses aparelhos e de que forma estão afetando nosso comportamento

cotidiano.

4.4 O livro didático utilizado como apoio para a realização das atividades propostas

A obra selecionada na Escola Estadual Comendadora Ana Cândida de

Figueiredo, para a disciplina de Física no Ensino Médio, foi a coleção Quanta

Física de Kantor et al. (2010)2. Esta obra foi escolhida por unanimidade entre

os professores para servir de ferramenta de auxílio e orientação na prática

pedagógica por refletir a realidade dos recursos didáticos disponíveis e

utilizados pelas instituições públicas da região, contribuindo para a proposta e

desenvolvimento do planejamento escolar.

De modo mais específico, este livro oferece oportunidades de reflexões

sobre as interações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA),

sendo essas reflexões relevantes defendidas, por exemplo, por Santos (2007,

p. 478), ao afirmar que:

2 KANTOR, Carlos A. et. al. Coleção Quanta Física: Física, 1º, 2º e 3º ano: ensino médio: livro do professor. São Paulo: Editora PD, 2010.

61

[...] propostas que, além do envolvimento nas inter-relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade, marcadas por uma perspectiva ambientalista com uma visão crítica do modelo desenvolvimentista, foram denominadas por alguns estudiosos com Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA). (SANTOS, 2007, p. 478).

Vale ressaltar que a concepção pedagógica desta coleção está em

consonância com a lei 9394/96, que estabelece as Diretrizes e Bases da

Educação Nacional (LDB) (BRASIL, 1996), com as Diretrizes Curriculares para

o Ensino Médio de 1998 (BRASIL, 1998), e com os documentos elaborados

pela Secretaria de Educação Básica do MEC, Parâmetros Curriculares

Nacionais para o Ensino Médio (PCN) (BRASIL, 1999), Orientações

Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o

Ensino Médio (PCN+) (BRASIL, 2002) e Orientações Curriculares para o

Ensino Médio – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologia/

Conhecimentos de Física (BRASIL, 2006).

Neste contexto da obra didática que adotamos, é interessante ressaltar

que a LDB de 1996 propôs, por meio de alteração significativa das

características do Ensino Médio, superar o que era vocação propedêutica

dessa etapa da escolaridade, deixando de considerá-la como mera preparação

ao ensino superior ou curso profissionalizante. Ao contrário, o documento

propôs um ensino médio que enfoque a formação para a cidadania, o

aprendizado permanente na vida social e produtiva e, ao mesmo tempo, um

eventual prosseguimento de estudos, criando a oportunidade de buscar

projetos pedagógicos que permitam aos estudantes desenvolver, além de

conhecimentos teóricos, valores humanos e visão de mundo abrangente e

multidisciplinar como condições de sua inserção no mundo do trabalho e da

cultura.

De acordo com os PCN (BRASIL, 1999, p. 10), no ensino médio deve-

se buscar “o aprimoramento do educando como pessoa humana incluindo a

formação ética e o desenvolvimento da autonomia intelectual e do pensamento

crítico”, adotando “metodologias de ensino e de avaliação que estimulem a

iniciativa dos estudantes”. Ao final dessa etapa escolar, juntamente com as

62

linguagens e de uma compreensão filosófica da vida em sociedade, os jovens

devem “dominar os princípios científicos e tecnológicos que presidem a

produção moderna”.

Com base nas Diretrizes Curriculares para o Ensino Médio (BRASIL,

1998, p. 102), o Conselho Nacional de Educação propõe que, na organização

do currículo escolar e das situações de ensino e aprendizagem, a “estética da

sensibilidade deverá substituir a da repetição e padronização, estimulando a

criatividade, o espírito investido, à curiosidade pelo inusitado e a afetividade...”

e que “os conteúdos curriculares não são fins em si mesmo mas meios básicos

para construir competências cognitivas ou sociais, priorizando-as sobre as

informações”. Ao destacar que os conteúdos não são o objetivo final da

educação, essa resolução propõe que a função do conhecimento possa ser

proporcionar oportunidades e meios para o desenvolvimento do estudante

tanto intelectual, como afetiva e socialmente.

As orientações Curriculares para o Ensino Médio – Ciências,

Matemática, e suas tecnologias / Conhecimento de Física (BRASIL, 2006), bem

como os PCN e PCN+, retomam, como premissa, os dois componentes legais

da LDB: planejamento e desenvolvimento orgânico do currículo, superando a

organização por disciplinas estanques, e integração e articulação dos

conhecimentos em um processo permanente de interdisciplinaridade e

contextualização.

Na perspectiva da LDB e das orientações e parâmetros curriculares do

Ensino Médio, a premissa da proposta da coleção é que os estudantes

adquiram conhecimentos significativos sobre o mundo físico e natural a partir

do desenvolvimento de sua capacidade de análise e de interpretação de fatos

observados e identificados, mediante o reconhecimento de que na natureza

existem igualdades, semelhanças e diferenças e que nela ocorrem contínuas

transformações. Para que esses conhecimentos não fiquem apartados de uma

compreensão da própria cultura humana, é preciso proporcionar também que

os estudantes compreendam qual é a natureza da atividade dos cientistas, os

63

quais desenvolvem ou sistematizam o conhecimento e, também, partilham de

convicções, crenças e emoções.

Além disso, é importante criar condições para que os estudantes, como

cidadãos, reconheçam a via de mão dupla que se estabelece entre o saber

científico ou abstrato, e o saber técnico e prático. Assim, nessa coleção,

procura-se apresentar a Física com sua especificidade de conteúdos e

métodos, mas contextualizada e, por meio de vínculos interdisciplinares,

impregnada de práticas sociais e de condicionamentos históricos e culturais.

Naturalmente, a busca por um texto com contexto que dialogue com o jovem

estudante, imerso no uso crescente das tecnologias contemporâneas, leva a

uma maior abrangência de conteúdos com a Física Moderna e Contemporânea

e a Astronomia, ambas incorporadas à coleção de uma forma estrutural, e não

meramente complementar.

4.4.1 Organização do livro didático

4.4.1.1 Unidade 1 - o mundo da energia

No início da unidade, capítulo um, “Uma Presença Universal”, é

discutida a presença universal da energia, com diversos exemplos de

transformações energéticas e com a discussão do princípio geral da

conservação de energia. Completando a primeira parte, o uso social da energia

é contextualizado historicamente, desde o homem pré-histórico até a vida

moderna.

No segundo capítulo, “Recursos Energéticos Naturais”, o texto explora

os fluxos e transformações de energia que envolve processos naturais e

tecnológicos, como o ciclo do ar e da água e seu aproveitamento energético

em antigos moinhos a vento ou em modernas hidrelétricas, e o ciclo do

carbono, base dos combustíveis renováveis e não renováveis.

Definições mais formais aparecem somente a partir do terceiro

capítulo, “Afinal, o que é energia?”. Discutindo o trabalho mecânico e as

64

energias cinética, potencial, mecânica e térmica, a partir da análise energética

de objetos em queda livre ou de corpos elásticos tensionados na presença ou

ausência de forças dissipadas.

O quarto capítulo, “Máquinas e Processos Térmicos”, têm como

discussão central as Leis da Termodinâmica e sua aplicação no funcionamento

de máquinas térmicas e sistemas refrigeradores.

A energia elétrica é o tema do capítulo cinco, “Eletricidade, geração e

usos”, que prioriza a conceituação fenomenológica de algumas grandezas

elétricas, como corrente, tensão, potência e resistências elétricas e interação

eletromagnética, em um nível de profundidade que atende o objetivo central

desta unidade do volume um: que o estudante compreenda o funcionamento

básico de pilhas e baterias, aparelhos resistivos, motores e geradores elétricos,

bem como tenha noção básica do funcionamento de aparelhos de

comunicação e informação. Entretanto, conceitos como campo elétrico e sua

relação com a força elétrica não são mencionados nessa unidade.

Figura 10: Mapa apresentando o mundo da energia.

Fonte: Kantor et al., 2010. Adaptado.

65

Figura 11: Mapa apresentando o conteúdo tratado nos capítulos do livro didático.

Fonte: Kantor et al., 2010. Adaptado.

4.4.2 Competências e habilidades desenvolvidas durante as intervenções pedagógicas

O quadro 1 traz uma súmula das competências e habilidades que

foram trabalhadas durante as intervenções pedagógicas realizadas junto aos

alunos.

Competências C1: Dominar linguagens (DL): Dominar a norma culta da Língua Portuguesa e fazer uso das linguagens matemática, artística e científica.

C2: Compreender fenômenos (CF): Construir e aplicar conceitos das várias áreas do conhecimento para a compreensão de fenômenos naturais, de processos histórico-geográficos, da produção tecnológica e das manifestações artísticas. C3: Enfrentar situações-problema (SP): Selecionar, organizar, relacionar, interpretar dados e informações representados de diferentes formas, para tomar decisões e enfrentar situações problema.

C4: Construir argumentação (CA): Relacionar informações, representadas em diferentes formas, e conhecimentos disponíveis em situações concretas, para construir argumentação consistente.

66

C5: Elaborar propostas (EP): Recorrer aos conhecimentos desenvolvidos na Escola para elaboração de propostas de intervenção solidária na realidade, respeitando os valores humanos e considerando a diversidade sociocultural.

Habilidades H1 - Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.

H2 - Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H3 - Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade.

H4 - Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano.

H5 - Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum.

H6 - Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. H7 - Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H8 - Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. H9 - Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais.

H10 - Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios.

H11 - Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. H12 - Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. H13 - Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.

H14 - Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental.

67

H15 - Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo.

H16 - Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.

H17 - Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas.

H18 - Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

H19 - Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos.

H20 - Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que visam à preservação e a implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente.

Quadro 1: Habilidades e competências utilizadas nas intervenções. Fonte: Kantor et al., 2010. Adaptado.

4.4.3 Objetivos, intervenções pedagógicas e resultados alcançados

Neste subitem, descrevemos como ocorreram as intervenções

pedagógicas pautadas nos cinco capítulos do livro adotado na Escola onde

realizamos a pesquisa, bem como os resultados alcançados após estas

intervenções. Durante cada intervenção procuramos destacar as competências

e habilidades desenvolvidas, que foram necessárias para os alunos atingirem

os objetivos propostos em cada capítulo.

Capitulo 1- Uma presença universal

1. Pirâmide trófica e níveis de alimentação

Objetivos

Discutir os aspectos energéticos envolvidos nas cadeias alimentares e

relacionar níveis tróficos com níveis de energia. Inserir a Biologia como

disciplina a dialogar com a Física, em que esta pode explicar e quantificar

68

transformações energéticas que ocorrem na natureza, como, por exemplo, a

pirâmide de energia nos níveis tróficos.

Intervenção Pedagógica

Iniciou-se esta atividade por meio de uma explanação sobre o fluxo de

energia na cadeia alimentar. Discutimos e montamos no quadro os níveis

tróficos da cadeia alimentar na relação: milho, galinha e seres humanos.

Durante a montagem dos níveis tróficos, pedimos aos alunos, com

antecedência, que no dia da atividade trouxessem (desenhadas no caderno ou

em cartolinas) algumas pirâmides de níveis tróficos e de energia, assim como o

livro de Biologia, para que fossem trabalhadas as questões em sala de aula.

Resultados encontrados após a intervenção

Os alunos pesquisaram e trouxeram vários tipos de pirâmides de níveis

tróficos e durante a atividade reproduziram uma pirâmide trófica de sua

escolha.

Os vinte e oito alunos que compuseram esta pesquisa foram divididos

em grupos de três alunos, de acordo com suas afinidades, e produziram um

texto com enfoque nas discussões sobre os níveis de energia e sua relação

com a quantidade de energia disponível na natureza.

Durante esta intervenção, contemplaram-se as competências C1 e C2

e as habilidades H1 e H20.

2. Arreios de tração e aproveitamento de energia

Objetivos

Discutir como a tecnologia e o estudo do aproveitamento energético

estão relacionados ao aumento das capacidades humanas.

1.2 Intervenção Pedagógica

Iniciou-se a intervenção discutindo alguns aspectos que influenciaram o

desenvolvimento tecnológico ao longo da história da humanidade.

Os alunos pesquisaram exemplos de como a tecnologia influencia e

modifica o meio ambiente, utilizando o livro de História e de Geografia,

69

relacionando aspectos observados com o uso social da energia e comparando-

os à utilização de energia por meio de tecnologias atuais.

Resultados encontrados após a intervenção

Os alunos associaram o melhor aproveitamento de energia a condições

que não prejudicassem o corpo do animal e não dificultasse seu esforço de

tração: no caso, o arreio mais largo e na altura do peito, uma parte corporal

com maior massa muscular, que não prejudica a respiração do animal como

aquele tipo onde era preso no pescoço.

O arreio do tipo II, conhecido como arado grego, foi utilizado no século

IV a.C. Atualmente, os arados em grandes produções agrícolas são feitos por

tração mecânica e a energia utilizada é a química, proveniente da combustão

do diesel que abastece os tratores.

Nesta atividade, os grupos listaram aspectos positivos e negativos da

utilização do arado animal e mecânico. Alguns aspectos positivos mencionados

foram: não poluição ambiental e acessibilidade a famílias de baixa renda para

cultivo familiar. Os pontos negativos foram: baixa área de aragem devido às

limitações físicas do animal, menor produtividade e consequentemente lucro do

agricultor. Durante esta intervenção, contemplaram-se as competências C1,

C2 e C4 e as habilidades H4, H7, H17 e H20.

3. Meios de Comunicações

Objetivos

Discutir aspectos históricos e sociais que intervêm no desenvolvimento

da comunicação. Possibilitar a construção de argumentos com a utilização de

aspectos conceituais, por meio da elaboração de um texto dissertativo.

1.3 Intervenção pedagógica

Abriu-se espaço para que os alunos socializassem para a classe filmes

de época que tinham assistido, nos quais o tema comunicação tenha sido

explicitado durante o transcorrer de cenas. Os alunos foram incentivados a

discutirem as diferenças entre os meios de comunicação utilizados em

70

diferentes épocas, observadas em diferentes filmes assistidos por eles,

comparando com as formas de comunicações que eles próprios utilizam

atualmente.

Durante o desenvolvimento da atividade, os alunos anotaram algumas

questões ou fatos interessantes que foram explicitados durante a discussão em

grupo, e que posteriormente foram abordados na discussão coletiva,

enriquecendo o debate.

Resultados encontrados após a intervenção

Os alunos construíram um pequeno mapa com os diversos meios de

comunicações que eles pesquisaram: Fumaça Tambores Semáforos

Telegrama Telefone Internet.

Durante a intervenção os alunos contextualizaram situações que

envolviam esses diversos meios de comunicação, em uma diversidade de

cenas listadas por eles. Os exemplos a seguir foram citados por alguns grupos

durante a intervenção:

Fumaça: um grupo de índios envia uma mensagem de fumaça para outro

grupo, que a decifra. (G3)

Tambores: uma tribo africana indica estado de alerta às aldeias vizinhas por

meio do rufar de tambores. (G5)

Telegrama: um soldado envia um recado por telefone a uma telegrafista, que

transcreve o recado e o envia ao destinatário por meio de uma pequena carta.

(G2)

Ao escolherem um filme em especial (de sua lembrança), os grupos

analisaram situações que envolviam os meios de comunicações e construíram

um relatório procurando possíveis erros ou acertos referentes ao momento

histórico retratado no filme escolhido.

Essa intervenção gerou uma busca no dicionário da etimologia da

palavra semáforo, que vem do grego: sem, que significa “sinal”, e phorus, que

significa “que carrega, transporta”.

71

Durante esta intervenção, contemplaram-se as competências C1 e C4

e as habilidades H1 e H20.

4. Informatização e economia energética

Objetivos

Discutir como o desenvolvimento tecnológico contribui para aprimorar

os aparelhos e dispositivos eletrônicos, de maneira a desenvolver a tendência

para diminuir o gasto energético e os impactos ambientais que causam.

1.4 Intervenção Pedagógica

Iniciou-se esta atividade partindo do levantamento feito pelos alunos

sobre situações cotidianas em que são utilizados eletrodomésticos. Os alunos

verbalizaram como, na opinião deles, esses aparelhos causam danos ao meio

ambiente. Ao longo das discussões, salientaram fatores que influenciaram no

desenvolvimento tecnológico e que contribuíram para a preservação do meio

ambiente. Em seguida, os alunos descreveram alguns dispositivos que são

utilizados para minimizar esses impactos ambientais e utilizaram exemplos

trazidos por eles para complementar a discussão.

Resultados encontrados após a intervenção

Após a intervenção, os alunos retrataram alguns dispositivos que

buscam diminuir o consumo de energia, tais como: sistema de energia solar

para aquecimento da água e consequente diminuição no consumo de energia

elétrica em chuveiros convencionais; e troca de gases CFC

(clorofluorcarbonetos) em refrigeradores para HFC (hidrofluorcabonetos) que

não afetem a camada de ozônio na atmosfera. Também falaram sobre o

automóvel e seu sistema de injeção eletrônica, que diminui o consumo de

consumo de combustível na distribuição deste no motor.

Abordaram, ainda, o uso dos elevadores que, na sua construção utilizam

materiais mais leves, diminuindo assim o consumo de energia; e sistema de

magnetização de motores, que aumenta a eficiência com baixo consumo

72

energético. Argumentaram sobre o sistema de iluminação pública, relatando

sobre o aproveitamento e armazenamento da energia solar, utilizados para a

iluminação noturna e no dispositivo de desligamento das lâmpadas em

situações em que não há necessidade de luz artificial.

Durante as discussões em aula, propomos aos grupos, na qualidade de

professor pesquisador, uma pesquisa sobre o selo Procel, que tem como

objetivo apresentar uma avaliação da eficiência energética de produtos e

indicar ao consumidor os que consomem menos energia, sendo menos

agressivos ao meio ambiente. Durante esta intervenção, contemplaram-se as

competências C1 e C2 e as habilidades H4, H7, H17 e H20.

Capítulo 2 – Recursos energéticos naturais

1. Explorando combustíveis

Objetivos

A partir da análise de gráficos, discutir a relação entre fontes de

energia utilizadas no Brasil e no mundo, estendendo a discussão para o debate

sobre o tempo necessário para a renovação de processos de geração

energética, considerando a utilização das atuais fontes.

2.1 Intervenção Pedagógica

Iniciou-se a atividade discutindo a dependência da vida moderna em

relação ao consumo de energia, seja ele proveniente de fontes renováveis ou

não renováveis. Perguntou-se aos alunos que aparelhos ou meios de

transportes eles costumam utilizar e quais são as fontes de energia para o

funcionamento destes. Abriu-se a discussão pedindo que imaginassem um dia

em que eles não poderiam utilizar energia, a não serem aquelas estocadas em

seu corpo. Aproveitou-se a discussão para inserir a leitura do gráfico da figura

12 e comparar as fontes energéticas utilizadas no Brasil com as do mundo,

salientando como o estilo de vida pode influenciar essa relação.

73

Figura 12: Matriz energética mundial Fonte: Kantor et al., 2010, p. 44.

Resultados encontrados após a intervenção

Os alunos relataram que o carvão, gás natural e petróleo são fontes não

renováveis de energia, uma vez que são materiais armazenados no subsolo há

centenas de milhões de anos, em geral, a grandes profundidades.

A partir da figura 12 perceberam que, no Brasil, a soma dessas fontes

não renováveis é de 54,1% e no mundo de 80,3%.

Após a interpretação da figura 12, os alunos perceberam que no Brasil, a

utilização de fontes renováveis é relativamente maior quando comparada ao

resto do mundo. De acordo com os relatos dos grupos, isto se deve

principalmente aos recursos hídricos abundantes em nosso país, que favorece

a produção de energia elétrica por meio de hidrelétricas.

Durante as discussões, refletimos, por comentários, sobre algumas

características físico-químicas e econômicas do uso de certos tipos de

combustíveis. Um exemplo citado foi a utilização do óleo diesel, proveniente da

74

extração do petróleo, e seu uso como um dos principais combustíveis utilizados

em caminhões, sendo extremamente poluente, com poder calorífico igual ao da

gasolina, no entanto, com preço mais baixo. Os grupos debateram e relataram

para a sala sobre algumas alternativas para a substituição do óleo diesel, como

o óleo de mamona, o óleo de milho e o óleo de girassol, menos poluentes, mas

cuja produção ainda não se dá em larga escala.

Durante esta intervenção, contemplaram-se as competências C1 e C2 e

as habilidades H1, H2, H3, H7, H8 e H10.

Capitulo 3 – Afinal, o que é energia?

1. Identificando radiações

Objetivos

Introduzir o tema radiação eletromagnética. Com base nos

conhecimentos sobre transmissão de calor por radiação, salientar as diversas

utilizações de radiações no cotidiano dos alunos e discutir aspectos que podem

ser considerados positivos e negativos dessa utilização.

3.1 Intervenção Pedagógica

Iniciou-se a intervenção pedagógica 3 apresentando o espectro

eletromagnético, descrito na figura 13 e salientando as diversas faixas de

eletromagnético, descrito na figura 13 e salientando as diversas faixas de

frequência associadas ao espectro. Indicaram-se aquelas associadas com

maior frequência ao cotidiano e, principalmente, a faixa da luz visível e a

radiação infravermelha, associada à radiação térmica.

75

Figura 13: Espectro eletromagnético.

Fonte: Kantor et al., 2010, p. 49.

Resultados encontrados após a intervenção

Após a intervenção pedagógica, os alunos demonstraram compreender

que as diferentes ondas do espectro eletromagnético se caracterizam por

diferentes frequências e como estas se relacionam à utilização de

equipamentos como rádios, micro-ondas, e aquecedores, por exemplo.

Foi comentado que todas as ondas eletromagnéticas têm mesma

natureza, o que as distingue é sua frequência de emissão, e isto define suas

diferentes utilizações. Assim, os grupos tiveram embasamento para afirmar que

aquecedores e torradeiras operam com ondas eletromagnéticas na faixa de

frequência do infravermelho; o controle remoto da TV, na faixa do

infravermelho; e a TV, o aparelho de rádio, o celular e dispositivo de trocas de

informação, na faixa de frequência do rádio.

76

Além das conclusões descritas acima, os grupos relataram que as

radiações que podem ser prejudiciais ao ser humano estão na faixa do

ultravioleta, e com frequências maiores estão os raios-x e raios gama. Inclusive

alguns grupos (G2 e G5) constataram que a radiação ultravioleta pode causar

queimaduras e câncer de pele. Após as afirmações descritas pelos grupos G2

e G5, os grupos G1 e G7 relataram que, para minimizar a incidência dessas

radiações nas células sob a pele, são usados os filtros solares, e a exposição

aos raios solares deve ocorrer em certos horários em que a radiação é menos

intensa (início e final do dia).

Após a exposição dos grupos G1 e G7, propomos uma pesquisa sobre

os tipos e marcas de protetores solares, bem como o significado do número

FPS (Fator de Proteção Solar) contido em cada um deles. Informamos ainda

aos alunos que os raios-x podem causar deformação congênita na formação

fetal e diversos tipos de câncer. Que, ao tirar radiografia de certas partes do

corpo, deve-se sempre utilizar um colete de chumbo para proteger o resto do

corpo (os raios-x não atravessam certos materiais, como lâminas de chumbo,

por exemplo).

Após esta intervenção, os grupos salientaram alguns aspectos de

prevenção e os males associados a algumas radiações eletromagnéticas.

Durante esta intervenção, contemplaram-se as competências C1 e C2 e as

habilidades H4 e H17.

2. Trabalho e movimento

Objetivos

Discutir, com base em análise matemática, o teorema da Energia

Cinética e sua unidade de medida, o Joule.

3.2 Intervenção pedagógica

Neste momento, os alunos se depararam com equações matemáticas que

já conheciam, como a equação de Torricelli, por exemplo, que permite calcular

77

a velocidade de um móvel em função de sua posição, para um movimento com

aceleração constante. Orientamos que neste momento se preocupassem em

identificar todas as variáveis contidas na equação. Durante esta intervenção,

contemplou-se a competência C1 e a habilidade H4.

3. Discurso prático sobre energias e suas transformações

Objetivos

Identificar situações cotidianas que podem ser explicadas com aplicação

de conceitos físicos, como transformações de energia e trabalho. Mostrar a

diferença entre o significado de senso comum intuitivo de termos utilizados no

dia a dia e segundo a concepção científica.

3.3 Intervenção pedagógica

Iniciou-se a atividade acentuando a importância da linguagem para

expressar ideias com precisão e abordar as diferenças entre a linguagem

científica e a linguagem cotidiana. A terminologia utilizada em Física, muitas

vezes, pode ser confundida com a utilizada na linguagem do dia a dia, mas em

Física as palavras têm significados conceituais muito precisos e podem ter

significado bem diferente daquele utilizado no senso comum. Assim, os alunos

comentaram as diferenças entre o significado de trabalho que conhecem e o de

trabalho em Física.

Foi proposto, em seguida, que os alunos lessem o texto do livro didático,

sendo então incentivada uma nova discussão, mais aprofundada, ao final da

atividade, quando então foi colocada para discussão a seguinte questão:

poderíamos utilizar apenas a linguagem científica em nossa comunicação?

Resultados encontrados após a intervenção

Os grupos encontraram duas possíveis definições para o tema

Trabalho: I. Atividade que tenha como finalidade uma remuneração; II.

Trabalho é a força exercida em um objeto multiplicada pelo seu deslocamento.

78

Com relação às energias e suas transformações houve contribuições de

diversos grupos de alunos. O grupo G3 afirmou que “A energia não pode ser

criada e nem destruída e, portanto, a energia cinética foi transformada em

energia sonora e energia térmica, por exemplo”. O grupo G1 deu o seu

exemplo de energia potencial: “o balão, que está em repouso na mão do

garoto, ou seja, com energia cinética igual a zero, é, então, solto. Quando está

na altura do oitavo andar, sua energia potencial gravitacional é máxima em

relação ao solo. Assim ao soltar o balão, a energia potencial deste é

transformada em energia cinética e quanto menor se torna a energia potencial,

maior é a energia cinética adquirida pelo balão. Ao final, toda a energia

potencial inicial, que estava armazenada no balão, foi transformada em

enérgica cinética”. Durante esta intervenção, contemplaram-se as

competências C2, C3 e C5 e as habilidades H1, H4, H7, H8 e H17.

Capítulo 4 – Máquinas e processos térmicos

1. Qual a função dos pelos?

Objetivos

Mostrar como a troca de calor com o ambiente pode ser facilitada ou

dificultada.

4.1 Intervenção pedagógica

Nesta intervenção os alunos discutiram e identificaram situações em

que trocas de energia na forma de calor ocorrem com dificuldade (isolamento

térmico).

Iniciou-se a atividade com uma discussão sobre como o corpo humano

reage em situações de frio e calor. Perguntou-se aos alunos como em sua

opinião os pelos do corpo humano reagem tanto no verão como no inverno. O

grupo G3 lembrou de que suamos em dias quentes e trememos em dias frios,

quando, também, os pelos ficam arrepiados (pela ação de pequenos músculos

eretores, na base dos pelos, no interior da epiderme). O grupo G1 relatou aos

colegas da sala que o ar é isolante térmico, isto é, dificulta a condução de calor

79

por transmissão; esta é a base de explicação da eficiência de roupas de

inverno, por exemplo, e de porque animais com grossas camadas de pelo são

bem adaptados a ambientes frios: os pelos retêm ar entre eles.

Na qualidade de professor pesquisador, comentamos que, segundo

hipóteses, a maior quantidade de cabelos que temos na cabeça que em outras

partes do corpo evitam o superaquecimento do cérebro e, com isso, que o fluxo

sanguíneo nesse órgão seja prejudicado. Ainda comentamos que os pelos nas

axilas estariam associados à função de aumentar a superfície de contato do

suor com o ar, facilitando a evaporação deste, o que facilita a troca de calor

entre o corpo e o ambiente, tendo neste momento o ponto de partida para a

discussão induzida na intervenção.

Iniciamos a intervenção fazendo as seguintes perguntas aos grupos:

i) Habitantes de desertos como os da Arábia Saudita ou o Saara, na África,

protegem-se do calor utilizando determinadas vestimentas: o que caracteriza

essas vestimentas?

ii) Como elas protegem do calor durante o dia e do frio durante a noite?

iii) Os pelos de nosso corpo contribuem para nos proteger do frio? E do calor?

Como?

Durante as colocações dos grupos, percebeu-se uma retomada dos

conhecimentos de ciências do Ensino Fundamental II sobre evaporação,

enfocando particularmente dois aspectos: um líquido que evapora retira calor

do ambiente (um exemplo é a água nas talhas de barro (moringa em algumas

localidades) que, ao evaporar através dos poros do barro, esfria esse material,

mantendo fresca a água contida na talha ou moringa); quanto maior a

superfície de evaporação de um líquido, mais rápido e intensa é a evaporação

e maior é o resfriamento produzido.

Outras perguntas foram surgindo ao longo do debate. O grupo G2

indagou à classe: nosso corpo tem mecanismo de resfriamento de sua

superfície em ambientes quentes? Quais? O grupo G4 fez uma pergunta sobre

motores de automóveis: como são resfriados? Esta questão provocou diálogos

80

interessantes. Qual é o formato do radiador: por que ele é cheio de aletas e

não um bloco único? O grupo G1 chegou a uma explicação semelhante sobre a

função dos pelos em aumentar a superfície de evaporação do suor. As

Competências e habilidades contempladas nesta intervenção foram C2 e H4.

2. O ar no interior do pneu

Objetivos

Discutir a relação entre trabalho, calor e energia interna, partindo de

contextos cotidianos.

4.2 Intervenção pedagógica

Pediu-se aos alunos que citassem situações nas quais eles já

perceberam a sensação de aumento de temperatura do corpo ao realizar

trabalho.

Resultados encontrados após a intervenção

Um aluno do grupo G5 citou que ao encher o pneu de sua bicicleta

realiza trabalho no sistema da bomba. Realizam trabalho sobre o gás (ar

atmosférico) no seu interior, o que leva ao aumento de sua energia interna.

Quando isto ocorre, há um aumento de temperatura. Competências e

habilidade contempladas nesta intervenção: C2 e H17.

3. Como funciona a usina Termelétrica?

Objetivos

Construir, validar e discutir as transformações de energia envolvidas

em termelétricas.

4.3 Intervenção pedagógica

Os grupos observaram o esquema de montagem do experimento da

usina termelétrica proposta por nós, com material de baixo custo identificando

transformações de energia ocorridas nesse sistema. Em seguida desenharam

81

o esquema da construção da sua usina. Os detalhes da construção do

experimento e sua validação serão descritos posteriormente. Competência e

habilidades contempladas nesta intervenção: C2, H7, H8, H12 e H15.

4. Tipos de usina

Objetivo

Essa atividade busca comparar dois tipos de usinas de geração de

energia elétrica com funcionamento semelhante, mas combustíveis diferentes.

4.4 Intervenção pedagógica

Iniciou-se a intervenção solicitando aos alunos que primeiramente

analisassem as duas imagens contidas na figura 14 em busca de semelhanças

e diferenças. Perguntou-se se somente pela análise das figuras é possível

saber de que tipo de usina de geração de energia elétrica se trata e quais os

indícios que os levaram as suas conclusões.

Figura 14: Representação esquemática de usina termelétrica em (a) e termonuclear em (b).

Fonte: Kantor et al., 2010, p. 83.

(a) (b)

82

A partir dessa análise inicial, em seus grupos os alunos responderam

às seguintes questões:

a) Identifique as transformações de energia que ocorrem em usinas

termelétricas. Qual é o dispositivo responsável pela geração de energia

elétrica?

b) Identifique as transformações de energia que ocorrem em usinas

termonucleares. Qual é o dispositivo responsável pela geração de

energia elétrica?

c) Compare o funcionamento de uma usina termonuclear com uma

termelétrica. Os combustíveis são os mesmos? E o fluido de operação?

E quanto ao processo que permite o movimento das turbinas para a

geração de energia elétrica?

d) Do ponto de vista geográfico, discuta quais são as condições ideais de

certa região para a instalação de usinas termonucleares? Por quê?

e) Em seus grupos pesquise e discuta:

I. A localização de usinas termelétricas no Brasil. Quais

combustíveis são usados para o aquecimento da água?

II. Quantas usinas termonucleares há em funcionamento no

Brasil? Onde se localizam?

III. No Brasil existem minérios radioativos? Onde?

Resultados encontrados após a intervenção

Na questão a o grupo G3 respondeu que, em uma usina termelétrica, a

energia química proveniente do combustível é transformada em térmica da

água, desta para cinética de rotação da turbina, e daí para o gerador, que

transforma a energia mecânica em elétrica.

Na questão b, o grupo G4 assinalou que, como na termelétrica, a

carvão ou a gás, em uma usina termonuclear, a energia térmica da água se

transforma em cinética de rotação da turbina e daí para o gerador, que

transforma a energia mecânica em elétrica.

83

O grupo G1, para responder à questão c, utilizou-se de uma pesquisa

que foi realizada no site do Instituto de Física da Universidade de São Paulo

(USP). Segundo esta pesquisa registrada neste site, encontraram o volume 4

do livro do Grupo de Reelaboração do Ensino de Física (GREF)3. Após a

pesquisa feita no livro do GREF o grupo afirmou que: a diferença é que o calor

absorvido pela água tem origem em reações de fissão nuclear e não na queima

de combustíveis como o carvão ou gás natural. O fluido de operação é o

mesmo, a água, bem como os processos de transformação de energia a partir

da energia térmica da água.

O grupo G2, ao responder a questão d, estabeleceu uma relação entre

o resfriamento da panela de pressão após o cozimento do feijão em suas

casas. A resposta encontrada por eles foi: As usinas termonucleares requerem

água para refrigeração. Esta não entra em contato com o fluido de operação,

somente passa por dentro de tubulação através da usina, saindo mais quente

do que entrou. Logo, é ideal que a usina se localize próxima a um rio, mar ou

lago. Além disso, em caso de vazamento de material radiativo, a depender das

proporções, é preciso evacuar a área. Dessa forma o ideal é que seja uma

região de pouca população (baixa densidade demográfica).

A resposta atribuída à questão e nos itens I, II e III pelo grupo G4 foi

que nosso país possui umas das maiores reservas de Urânio do mundo.

Somente uma pequena fração desse minério é de urânio físsil. Há jazidas em

vários estados: no Ceará, Bahia, Paraná e em Minas Gerais, na cidade de

Caldas. Competências e habilidade contempladas na intervenção: C1, C3, H2,

H4, H7 e H8.

Capitulo 5 – Eletricidade, geração e usos

1. Quanto dependemos da energia elétrica?

Objetivos

3 Disponível em <http://www.if.usp.br/gref/termo/termo4.pdf>. Acesso em março de 2014.

84

Discutir aspectos sociais e históricos relativos à dependência do

homem em relação à energia elétrica. Refletir sobre como a vida moderna está

associada ao consumo energético.

5.1 Intervenção pedagógica

Iniciou-se a intervenção com incentivo de nossa parte aos alunos,

sobre apresentarem exemplos de atividades urbanas em que há grande

consumo de energia. Propomos que imaginassem como seria a vida deles sem

energia elétrica e como vivem os povos que não utilizam energia elétrica em

seu dia a dia.

Resultados encontrados após a intervenção

Os grupos debateram as questões e afirmaram, de forma coletiva, como o

seu cotidiano e o cotidiano nas cidades estão relacionados ao desenvolvimento

tecnológico e com grande dependência da energia elétrica, além de citarem os

aspectos que podem ser considerados positivos e negativos. Competências e

habilidades contempladas na intervenção: C2, C3, C4, H7, H8, H12 e H17.

2. Tensão, potência e corrente elétrica

Objetivos

Utilizar, de maneira prática, por meio de observação experimental,

valores encontrados em manuais e etiquetas de aparelhos elétricos, para o

cálculo de corrente elétrica.

5.2 Intervenção pedagógica

Os grupos foram orientados a realizar uma visita em diferentes setores

da Escola, com a finalidade de anotarem os valores de potência e tensão

elétrica de aparelhos presentes nesses diferentes setores, em diferentes

horários do dia e organizar as informações obtidas em uma tabela.

Resultados encontrados após a intervenção

85

A partir dos dados obtidos, os grupos utilizaram a equação P = U.i para

calcular a corrente elétrica nos aparelhos encontrados. A seguir, tem-se um

modelo de tabela criado pelo grupo G1:

Tabela 2: Valores da potência e tensão elétrica medidas pelo grupo G1. Fonte: Dados da pesquisa.

Competências e habilidades envolvidas nesta atividade: C1, C2, H1 e H7.

3. Comparando lâmpadas

Objetivos

Relacionar as leis de Ohm ao funcionamento de lâmpadas por meio da

observação experimental. Levar o aluno a compreender que a corrente elétrica

e a resistência elétrica estão relacionadas ao comprimento e à espessura do

filamento da lâmpada.

5.3 Intervenção pedagógica

Apresentou-se aos alunos os conceitos de corrente e de resistência

elétrica, pedindo que observassem, em suas casas, os diferentes tipos de

lâmpadas que existem. Levamos para a sala de aula alguns modelos de

lâmpadas, para serem observadas.

Aparelho elétrico Potência Tensão Corrente elétrica

Geladeira 300 W 127 V 2,36 A

Copiadora 250 W 220 V 1,14 A

Liquidificador 200 W 127 V 1,57 A

Batedeira 100 W 127 V 0,79 A

Freezer 500 W 220 V 2,27 A

Bebedouro 50 W 127 V 0,39 A

Datashow 200 W 127 V 1,57 A

Aparelho de som 150 W 127 V 1,18 A

Lâmpadas fluorescentes 20 W 127 V 0,16 A

86

Resultados encontrados após a intervenção

O grupo G3 afirmou, após suas observações, que quanto mais espesso

(grosso) for o filamento, menor é a resistência elétrica e quanto maior o

comprimento do filamento, maior é a sua resistência elétrica.

Já o grupo G1 assegurou que aumentando a resistência, a corrente

elétrica diminuirá, diminuindo a potência da lâmpada. Competências e

habilidades contempladas na intervenção: C1, C2, H1, H4 e H7.

4. Comparando resistência elétricas

Objetivos

Identificar como se deve utilizar a resistência elétrica para o

aquecimento de água, em situações cotidianas.

5.4 Intervenção pedagógica

Ao iniciar a intervenção, pediu-se aos alunos que respondessem as

seguintes questões:

a) Durante o inverno, João, desgostoso com a temperatura da água de seu

chuveiro, resolveu trocar sua resistência elétrica por outra mais longa,

adquirindo-a na loja de materiais elétricos. Para sua surpresa, a água do

banho ficou ainda mais fria. João escreveu, então, a seguinte pergunta

para a revista “Todos os porquês”: Por que não obtive água mais

quentinha ao trocar a resistência de meu chuveiro por uma mais longa?

Imaginem-se agora como repórteres da revista e redijam a resposta que

será publicada na próxima edição. Levem em conta que a revista “Todos

os porquês” é uma publicação de divulgação científica. A explicação

será direcionada ao público leigo e ter base em princípios científicos

relacionados a conceitos como resistência elétrica, corrente elétrica,

potência elétrica e efeito joule.

b) Realize uma pesquisa sobre os supercondutores, suas propriedades e

suas contribuições para a sociedade a curto prazo.

87

Resultados encontrados após a intervenção

Em súmula, o grupo G2 redigiu o texto afirmando que ao aumentar a

resistência elétrica o rapaz diminuiu a intensidade da corrente elétrica e,

consequentemente, a sua potência dissipada, ou seja, ao invés de aumentar a

temperatura da água, ele fez com que ela diminuísse.

O grupo G5, após pesquisar sobre os supercondutores, afirmou que a

resistência elétrica depende do material de que é feito o condutor, bem como

de seu comprimento e espessura. O fluxo dos elétrons ocorre de forma

diferente em diferentes materiais; materiais bons condutores elétricos têm

baixa resistividade e os maus condutores têm alta resistividade. No entanto,

mesmo um resistor de baixa resistividade pode apresentar resistência elétrica

elevada, caso seja muito fino e comprido.

Ainda, na mesma questão, o grupo G2 atestou que a resistividade de

um material varia com a temperatura e a resistência elétrica variará se a

resistividade do material de que é feita variar: a resistência depende da

resistividade, que depende, por sua vez, da temperatura, citando que materiais

supercondutores têm sua resistência próxima à zero, ocorrendo em

baixíssimas temperaturas.

Os grupos G4 e G7 descreveram que o desenvolvimento tecnológico

está associado a mudanças que envolvem questões econômicas, ambientais e

sociais. Nesse sentido, a utilização dos supercondutores levaria à diminuição

do consumo de energia elétrica, já que a dissipação de energia praticamente

não existiria nesse caso. Com isso, não haveria necessidade de construção de

novas usinas elétricas (hidrelétricas, termelétricas ou outras), o que poderia

contribuir para a preservação do meio ambiente. Os meios de transportes

poderiam tornar-se mais eficientes e baratos, provendo o aumento do

deslocamento de pessoas, o que poderia trazer mudanças no modo de vida,

em nossa sociedade. Competências e habilidades contempladas na

intervenção: C1, C2, C3, C4, H1 e H4.

88

5. O cálculo da potência elétrica

Objetivos

Discutir, por meios de análise matemática, as relações entre potência,

trabalho e corrente elétrica.

5.5 Intervenção pedagógica

Discutiu-se com os grupos as seguintes questões: como o conceito de

corrente elétrica (fluxo de cargas através de um condutor) se relaciona com o

conceito de potência elétrica? E o conceito de potência elétrica, como se

relaciona com o de energia transferida? Como o conceito de potência elétrica

se relaciona com o de resistência elétrica?

Resultados encontrados após a intervenção

Após a discussão sobre as questões propostas nesta intervenção, o

professor pesquisador e os alunos descreveram as equações matemáticas

relacionadas aos conceitos de potência elétrica, resistência elétrica, corrente

elétrica e rendimento de um aparelho.

iUPu ×=

iPt ×= ε

2irPd ×=

εU

PPn

t

u ==

onde:

uP significa Potência útil (W);

tP significa Potência total (W);

dP significa Potência Dissipada (W);

U significa diferença de potencial (V);

ε significa força eletromotriz (V);

89

i significa corrente elétrica (A);

r significa resistência elétrica (Ω);

n significa rendimento (%).

Competências e habilidades contempladas na intervenção: C1, H1 e

H4.

6. Identificando gasto de energia

Objetivos

Discutir os gastos com energia elétrica, associando-os aos valores

cobrados pelas empresas de distribuição de energia elétrica, assim como a

relação: gasto x tempo de consumo de determinados aparelhos elétricos.

5.6 Intervenção pedagógica

Solicitou-se aos alunos, com antecedência, que trouxessem para a

classe uma conta de energia elétrica de sua casa, para analisarem o consumo

de energia de sua família. Enfatizou-se a unidade de medida que acompanha a

conta de energia elétrica, bem como as grandezas físicas envolvidas em seu

cálculo.

Resultados encontrados após a intervenção

Os grupos G2 e G6 perceberam que, para chegar ao valor de consumo

de energia (E) de um aparelho, deve-se estimar o tempo de utilização do

mesmo ( t∆ ). Estimaram, também, que a potência elétrica (P) está relacionada

com a equação: tPE ∆×= .

Para obter o valor gasto com o consumo de energia elétrica, os grupos

G1 e G7 valeram-se do raciocínio de proporcionalidade, fazendo uma regra de

três com o consumo de energia e o valor da potência por unidade de tempo

dos aparelhos que contidos em suas residências.

90

Para o cálculo do consumo de energia elétrica nas residências, os

grupos pesquisaram quais eram as potências médias de cada um dos

aparelhos que se encontrava nas suas residências, bem como uma estimativa

de tempo de funcionamento em horas, em cada dia da semana. A tabela 3

descreve, por exemplo, os cálculos realizados pelo grupo G2.

Tabela 3: Cálculo do consumo de energia elétrica.

Aparelho Potência

(KW)

Tempo

(h/dia)

Consumo

(kWh/mês)

Preço do

kWh

Preço

estimado

por mês

TV 0,110 8 26,4 R$0,62 R$16,37

Geladeira 0,300 6 54 R$0,62 R$33,48

Máquina de

lavar 0,800 1 24 R$0,62 R$14,88

Chuveiro 2,000 1 60 R$0,62 R$37,20

Micro-ondas 0,150 0,5 2,25 R$0,62 R$1,40

Computador 0,150 6 27 R$0,62 R$16,74

Ferro elétrico 1,200 0,5 18 R$0,62 R$11,16

Total: 211,65 KWh Total R$131,23

Competências e habilidades contempladas na intervenção: C1, C2, H1 e H7.

Por meio da atividade proposta, os alunos puderam perceber quais

aparelhos consomem mais energia elétrica em suas residências,

consequentemente sendo os que acarretam um valor maior a ser pago nas

suas contas de luz. Neste momento, foi discutida a real importância que cada

aparelho representa em suas vidas, sendo propostas maneiras de se consumir

menos energia, através da adoção de atitudes simples como diminuir o tempo

no chuveiro, tendo em mente os impactos ambientais ocasionados pelo

desperdício e como podemos contribuir com aspectos de preservação

ambiental. Este tipo de abordagem envolve elementos importantes e que se

91

justificam na medida em que almejávamos contemplar em nossas intervenções

aspectos do enfoque CTSA.

92

CAPÍTULO 5 - APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS

RESULTADOS DA PESQUISA

Neste capítulo apresentaremos os resultados obtidos na coleta de

dados da pesquisa, referente às questões fechadas e abertas (dissertativas)

que se encontram nos Anexos A e B, bem como os resultados da avaliação

externa aplicada pela Secretaria Estadual de Educação, intitulada Programa de

Avaliação da Aprendizagem Escolar (PAAE).

5.1 Análise das questões fechadas dos anexos A e B

Na análise das respostas das questões fechadas dos questionários

apresentaremos as concepções dos alunos antes e depois das intervenções

realizadas em sala de aula. As questões que traduzem as concepções iniciais

ou prévias dos alunos sobre as relações CTS/CTSA são mostradas no anexo A

e as questões que traduzem as concepções finais, ou seja, após as

intervenções, são mostradas no anexo B e estão organizadas da mesma forma

que foram aplicadas para os alunos. As escalas utilizadas nos gráficos estão

divididas assim:

1- Concordo plenamente, correspondendo a uma nota 10 de concordância com

a afirmação da questão;

2- Concordo em grande parte, correspondendo a uma nota 8 de concordância;

3- Concordo um pouco, ou tendo a concordar, correspondendo a uma nota 6

de concordância;

4- Discordo um pouco, ou tendo a discordar, correspondendo a uma nota 4;

5- Discordo em grande parte, correspondendo a uma nota 2 e;

6- Discordo plenamente, correspondendo a nota 0 com relação à concordância

com a afirmação da questão.

A escala 7 indica os alunos que não tem opinião ou não sabem refletir sobre o

questionamento apresentado.

93

Questão A - A sociedade pode e deve influenciar nos rumos do desenvolvimento científico e tecnológico.

Figura 15: A sociedade pode e deve influenciar nos rumos do

desenvolvimento científico e tecnológico.

Analisando a figura 15, podemos verificar como as intervenções

pedagógicas foram relevantes para que os alunos compreendessem a

importância de sua conscientização, aumentando sua participação pública e se

envolvendo com o que está acontecendo no mundo à sua volta, na sua vida e

no ambiente onde reside. Sua participação em temas relacionados ao

desenvolvimento científico e tecnológico é importante para a sociedade, pois

pode influenciar na qualidade da sua própria vida.

As intervenções pedagógicas foram importantes para aumentar de

65%, antes da intervenção, para 91% depois da intervenção, as respostas na

alternativa “Concordo Plenamente”, e de em torno de 8% para nenhum aluno,

na opção “Não sei opinar”.

Os resultados mostram avanços decorrentes da nossa intervenção,

pois foi necessário criar-se um ambiente favorável para conduzirmos um

debate para discutir os objetos técnicos sob o enfoque CTS/CTSA. Os alunos

94

demonstraram dificuldades de interpretação da linguagem dos artigos, sendo

este problema contornado por meio dos seminários, debates e utilização de

dicionários durante as intervenções. Em nossas intervenções, nosso foco não

foi apenas abordar os objetos tecnológicos passando a ideia de que esses

apenas melhoram as condições de vida, pois há aspectos negativos que

necessitam ser resgatados, demonstrando como a tecnologia interfere em suas

vidas, tanto positivamente quanto negativamente. Através dos seminários e da

leitura dos artigos dos blocos 1 e 2, os alunos puderam ampliar seus

conhecimentos acerca de como o avanço da tecnologia está diretamente ligado

à sua vida, expondo suas ideias, criando assim um ambiente favorável à

aprendizagem de algumas relações CTS/CTSA.

Questão B - Os hábitos e comportamentos sociais são alterados pelo uso da tecnologia causando o aquecimento global.

Figura 16: Os hábitos e comportamentos sociais são alterados pelo uso da tecnologia causando um aquecimento global.

Preocupados exclusivamente em atender os ditames do capitalismo, os

meios de comunicações se vendem às empresas, de modo que através da

publicidade, contaminam cada vez mais nossas casas e famílias, fazendo com

que a população não se preocupe com os seus hábitos e comportamentos.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Concordo plenamente

Concordo em grande parte

Concordo um pouco ou tendo a

concordar

Discordo um pouco ou tendo a

discordar

Discordo em grande parte

Discordo plenamente

Não sei opinar

B- Os hábitos e comportamentos sociais são alterados pelo uso da tecnologia causando um aquecimento global.

Antes da interveção

Depois da intervenção

95

Com isso, as pessoas são induzidas a consumir e obter objetos tecnológicos.

Segundo Angotti e Auth (2001, p. 15), “a crescente evolução de novas

tecnologias vem acarretando profundas mudanças no meio ambiente e nas

relações e nos modos de vida da população”, com a população crendo ser a

salvação de todos os seus problemas. Há crescente incerteza acerca do futuro

do nosso planeta, principalmente com relação ao efeito estufa e o aquecimento

global, mas apesar disso as empresas e os meios de comunicação exploram

esse tema contraditório muitas vezes de maneira sensacionalista, provocando

até mesmo pânico e medo. Desse modo, jogam toda a responsabilidade na

sociedade, se esquecendo de sua contribuição, que poderia gerar

conscientização sobre este tema, disseminando informações mais objetivas e

estimulando o debate, a participação e o envolvimento de todos visando

garantir um futuro adequado para o planeta.

Viera e Bazzo (2007) destacam a importância dos meios de

comunicações em temas controversos:

Segundo Monteiro (2006), para a maioria das pessoas, a realidade da ciência é o que elas veem nos meios de comunicação. No caso do aquecimento global, grande parte das informações que chegam aos alunos por diferentes meios, acaba passando a imagem de um fenômeno catastrofista e indiscutível sobre o qual se supõe que haja um consenso. No entanto, conforme aponta Figueiredo (2006), esse assunto está longe de não ser controverso. Autores como Reis (1999), Reis e Galvão (2005), Freitas et al. (2006) destacam a importância de se discutir controvérsias científicas em sala de aula. Defende-se que a não inclusão de temas controversos no ensino das ciências pode contribuir para a transmissão de ideias distorcidas que frequentemente descrevem a ciência como não controversa, neutra, despojada de interesses e altruísta. Em contrapartida, a abordagem de situações controversas pode proporcionar aos alunos uma imagem mais realista da ciência. (VIERA; BAZZO, 2007, p. 1).

Verificamos na figura 16 que houve um aumento significativo no

percentual de alunos que optou pela alternativa “Concordo Plenamente”,

passando de 26%, antes da intervenção, para 56%, depois da intervenção.

Este aumento ocorreu depois que os alunos puderam, além de ler o artigo de

Vieira e Bazzo (2007) que abordava o tema Discussões Acerca do

Aquecimento Global, defender e discutir suas ideais através da apresentação

96

dos seminários e debates, momento em que foi criado um ambiente favorável

para reflexões e discussões. Em relação ao aquecimento global, foco dessa

questão, os alunos leram e apresentaram um seminário sobre o artigo de Vieira

& Bazzo (2007) que tratava de discussões acerca do aquecimento global, o

que contribuiu para ampliar o seu nível de conscientização acerca deste

problema.

Os objetivos que direcionaram a proposta de se trabalhar em sala de

aula esse tema do aquecimento global foram confluentes com as sugestões de

Gordillo (2005, p. 8):

Desenvolver hábitos de investigação sobre temas tecnocientíficos relevantes, neste caso em especial sobre o aquecimento global, a partir da busca, seleção e análise das diversas informações disponíveis; compreender a necessidade da participação pública nas decisões que orientam o desenvolvimento tecnocntífico; participar de processos simulados de tomada de decisões sobre temas científicos controversos; trabalhar de forma cooperativa e oferecer argumentos racionais para o debate em torno das alternativas possíveis; avaliar os distintos interesses e valores implicados no debate sobre as possíveis causas e consequências do aquecimento global. (GORDILHO, 2005, p. 8).

Observamos que nossas inserções de assuntos controversos abriram

espaço para que os estudantes e futuros cidadãos interagissem com temas

que estão envolvidos em discussões científicas e que envolvem tomadas de

decisão, pois os levam a reavaliar suas posturas e atitudes no seu dia a dia.

97

Questão C - O experimento prático deve ser feito na escola para facilitar o entendimento de um fenômeno físico.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Concordoplenamente

Concordo emgrande parte

Concordo umpouco outendo a

concordar

Discordo umpouco outendo a

discordar

Discordo emgrande parte

Discordoplenamente

Não seiopinar

C- O experimento prático deve ser feito na escola para facilitar o entendimento de um fenômeno físico.

Antes da interveção

Depois da intervenção

Figura 17: O experimento prático deve ser feito na escola para facilitar o

entendimento de um fenômeno físico. De acordo com a figura 17, podemos observar, antes das intervenções,

o grande interesse dos alunos em fazer experimentos. Isto mostra que há

interesse que o experimento prático seja realizado na escola, pois o resultado

apontou que, antes da intervenção, 82% dos alunos respondeu “Concordo

Plenamente”. Depois da realização do experimento descrito no capitulo 4, o

aluno pôde observar que alguns conceitos físicos abordados antes em aula

puderam ser estudados e comprovados experimentalmente. Assim, a

experiência serviu como um facilitador do entendimento do fenômeno físico

analisado, fazendo com que as respostas depois da intervenção apontassem

para 100% dos alunos concordando totalmente ou parcialmente que o experimento prático deve ser feito na escola para facilitar o entendimento de

um fenômeno físico. Quando a abordagem experimental é direcionada para a

verificação de leis e teorias, Borges (2002, p. 299) alerta que: [...] o estudante logo percebe que sua 'experiência' deve produzir o resultado previsto pela teoria, ou que alguma regularidade deve ser encontrada. Quando ele não obtém a resposta esperada, fica desconcertado com seu erro, mas, se percebe que o 'erro' pode afetar suas notas, ele intencionalmente 'corrige' suas observações e dados para obter a 'resposta correta', e as atividades experimentais passam a ter o caráter de um jogo viciado. Infelizmente este é daquele tipo de jogo que se aprende a jogar muito rapidamente. (BORGES, p. 299, 2009).

98

Podemos destacar que realizamos a construção e validação de uma

usina termoelétrica destacando como tema principal as transformações e

conservações de energia, ao mesmo tempo em que utilizamos o enfoque

CTSA para questionar a viabilidade de construções de usinas geradoras de

energia elétrica, seja ela Eólica, Hidroelétrica, Termoelétrica, Termonuclear,

dentre outras. Com esta abordagem, visamos demonstrar que qualquer tipo de

usina gera impactos ambientais, questionando com os alunos a importância e

dificuldade de se gerar energia elétrica, bem como a necessidade de se

diminuir o seu consumo.

O experimento vem ao encontro da proposta de Araújo e Abid (2003),

na medida em que estes apontam que por meio dos experimentos podemos

criar ambientes capazes de permitir uma participação mais ativas dos alunos.

Questão D - Os processos de produção de energia sempre ocasionam prejuízos ao meio ambiente.

Figura 18: Os processos de produção de energia sempre ocasionam prejuízos ao meio ambiente.

99

A figura 18 demonstra a evolução dos alunos no entendimento de que

os processos de produção de energia geram prejuízos ao meio ambiente, pois

antes das intervenções, 11% responderam “Concordo Plenamente”, passando

para 52% após as ações implementadas. Este ganho percentual mostra que,

em nossas atividades, os alunos perceberam que a produção de energia

ocasiona sempre algum tipo de prejuízo ao meio ambiente. O artigo de Inatomi

e Udaeta (2011) intitulado “Análise dos Impactos Ambientais na Produção de

Energia dentro do Planejamento Integrado de Recursos” permitiu discussões

nos seminários e debates, possibilitando que os alunos percebessem que os

impactos ambientais podem ser irreversíveis e que não havia como avaliar

estas perdas ambientais financeiramente. Sobre esta questão, Udaeta (1997,

p. 4) afirma que “Os níveis de suprimento energético e a sua infraestrutura

interagem biunivocamente com o desenvolvimento socioeconômico, e

consequentemente impactam o meio ambiente e, portanto a sua

sustentabilidade”.

O desenvolvimento sustentável requer cuidados nas ações

relacionadas com a geração de energia elétrica, pois é preciso considerar

questões socioeconômicas e ambientais. Segundo Udaeta (1997), os seguintes

aspectos poderiam ser identificados em uma política energética baseada no

desenvolvimento sustentável:

Garantia de suprimento, através da diversificação das fontes, novas tecnologias e descentralização da produção de energia; uso, adaptação e desenvolvimento racional de recursos; custo mínimo da energia; valor agregado a partir dos usos, gerados pela e na otimização dos recursos; custos reais na energia, contemplando impactos ambientais e sociais, devido a represamento, extração, produção, transmissão e distribuição, armazenamento, e uso das energias negociadas no mercado, inclusive definindo métodos específicos de internalização (das externalidades). Os impactos ambientais gerados pela obtenção de energia interferem enormemente no desenvolvimento sustentável, e o entendimento deles se faz primordial para a análise de implementação de projetos e planejamentos energéticos. (UDAETA,1997, p. 2).

Toda usina utilizada para a geração de energia, seja ela renovável ou

não, possui suas vantagens e desvantagens. Durante e após a construção das

usinas geradoras de energia elétrica, não se contabilizam de maneira correta

100

os prejuízos ao meio ambiente, embora seja importante conhecê-los e

quantificá-los dentro de um planejamento energético, já que a obtenção de

energia sempre gera algum tipo de impacto ambiental, seja em grande ou

pequena proporção.

Questão E - As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético, alguns tipos de impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas e aumento no nível dos rios.

Figura 19: As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético, alguns tipos de impactos ambientais, como o alagamento das

áreas vizinhas, e aumento no nível dos rios.

A figura 19 aponta que, antes da intervenção, tínhamos 20% de alunos

que não sabiam opinar, e apenas 30% concordando plenamente com a

afirmativa proposta. E após os processos de intervenções, apenas 4% não

souberam opinar, e 63% passaram a concordar plenamente, mostrando uma

mudança significativa na maneira de olhar os impactos ambientas ocasionados

pelas usinas hidroelétricas. Os alunos acreditavam que uma usina hidroelétrica

apresenta baixo custo ambiental no processo de geração de energia elétrica,

pois não contabilizavam os impactos ambientais produzidos, como alagamento

de cidades para a sua construção.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Concordoplenamente

Concordoem grande

parte

Concordoum poucoou tendo aconcordar

Discordoum poucoou tendo adiscordar

Discordoem grande

parte

Discordoplenamente

Não seiopinar

E- As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético, alguns tipos de impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas, aumento no nível dos rios

Antes da interveção

Depois da intervenção

101

Em nossa pesquisa, debatemos com os alunos, sobre a Usina

Hidrelétrica de Furnas, que está localizada no Rio Grande, entre os municípios

de São José da Barra e São João Batista do Glória, no sudoeste de Minas

Gerais, que estão a aproximadamente 90 km de São Sebastião do Paraíso.

Sua construção começou em julho de 1958. A construção desta usina, uma das

maiores da América Latina na época, permitiu que se evitasse o colapso

energético do País, na década de 60. O reservatório, um dos maiores do Brasil,

com 1.440 km² e 3.500 km de perímetro, banha 34 municípios de Minas Gerais.

A inundação de áreas férteis trouxe prejuízos para os agricultores, mas

possibilitou, além do desenvolvimento da região com a nova usina, o aumento

da renda relacionada ao turismo, visto que a inundação formou novas e belas

paisagens, como os cânions na cidade de Capitólio - MG. Portanto, há

aspectos negativos e positivos relacionados à construção desta usina.

Questão F - Os descobrimentos científicos resultam do uso do Método Científico, que é uma sequência lógica e infalível de investigação, e que leva a resultados inquestionáveis.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Concordoplenamente

Concordo emgrande parte

Concordo umpouco outendo a

concordar

Discordo umpouco outendo a

discordar

Discordo emgrande parte

Discordoplenamente

Não sei opinar

F- Os descobrimentos científicos resultam do uso do Método Científico, que é uma sequência lógica e infalível de investigação e que leva a resultados inquestionáveis.

Antes da interveção

Depois da intervenção

Figura 20: Os descobrimentos científicos resultam do uso do Método

Científico, que é uma sequência lógica e infalível de investigação e que leva a resultados inquestionáveis.

102

Os resultados da figura 20 apontam que mesmo após as intervenções,

uma parcela dos alunos ainda acredita que o método científico é infalível, e

passaram a concordar em grande parte com esta afirmativa incorreta. Por outro

lado, 20% dos alunos passaram a discordar um pouco ou tender a discordar da

afirmativa após as intervenções, compreendendo que os descobrimentos

científicos nascem de várias vertentes e não apenas do método científico. Essa

constatação surgiu na aula expositiva onde discutimos e explicamos as

sequências que podem levar a um descobrimento científico. Verificamos que,

após observar a natureza tentando detectar suas regularidades, vislumbrando

seus processos e transformações, são formuladas hipóteses e busca-se

comprovações por meio de experiências, propondo-se uma explicação para os

fenômenos observados na natureza. Apesar de todo este esforço e trabalho

criterioso, mesmo assim haverá questionamento sobre os resultados

encontrados, pois não existem verdades absolutas.

A opção concordo plenamente mudou de 17%, antes da intervenção,

para 0, depois da intervenção, havendo ainda mudanças significativas pela

migração de alunos para a opção discordo um pouco ou tendo a discordar,

onde não tínhamos nenhuma porcentagem de respostas antes da intervenção,

alcançando 22% dos alunos depois da intervenção. Um resultado indesejado

observado foi o aumento no percentual de alunos que concordam em grande

parte com a afirmação proposta, indicando que nem todos os alunos

compreenderam adequadamente os conceitos que buscávamos disseminar.

103

Questão G - O desenvolvimento científico-tecnológico proporciona a melhoria da vida da população.

Figura 21: O desenvolvimento científico-tecnológico proporciona a

melhoria da vida da população.

Percebemos, na figura 21, a melhora da concepção dos alunos em

discordar na grande maioria que o desenvolvimento científico e tecnológico

esteja diretamente ligado com a melhoria de vida. Esta mudança se deve à

realização dos seminários, amparados nos artigos dos blocos 1 e 2, pois

criamos um ambiente adequado para que ocorresse discussões nas quais

todos puderam expressar suas opiniões, em parte baseadas no artigo de

Pinheiro et al. (2007), que aborda a relevância do enfoque CTS/CTSA.

Reforçando esses comentários, Bazzo (1998) destaca que:

É inegável a contribuição que a ciência e a tecnologia trouxeram nos últimos anos. Porém, apesar desta constatação, não podemos confiar excessivamente nelas, tornando-nos cegos pelo conforto que nos proporcionam cotidianamente seus aparatos e dispositivos técnicos. Isso pode resultar perigoso porque, nesta anestesia que o deslumbramento da modernidade tecnológica nos oferece, podemos nos esquecer que a ciência e a tecnologia incorporam questões sociais, éticas e políticas. (BAZZO, 1998, p. 142).

104

Através dos meios de comunicações, a população é levada a acreditar

que há necessidade de se adquirir certos aparelhos tecnológicos, e que esses

aparelhos se tornaram cada vez mais necessários em sua vida, pois trarão

melhores condições para si. Bazzo (1998, p. 114) questiona esse

posicionamento comentando que:

É preciso que possamos retirar a ciência e a tecnologia de seus pedestais inabaláveis da investigação desinteressada da verdade e dos resultados generosos para o progresso humano. [...] Devemos ter cuidado para não produzir o que poderíamos chamar de ‘vulgarização científica’, o que, longe de reduzir a alienação do homem com relação à ciência e à tecnologia, contribuiria, na realidade, para aumentá-la, fornecendo a ilusão, perigosa, de ter compreendido o princípio sem entrar na essência da atividade da ciência contemporânea: sua complexidade, sua coerência e seu esforço. (BAZZO,1998, p. 114).

Questão H - Todos os recursos naturais do nosso planeta são renováveis.

Figura 22: Todos os recursos naturais do nosso planeta são renováveis.

Na figura 22, podemos observar a diversidade de respostas antes da

intervenção, pois os alunos tinham dificuldade de diferenciar o que são

energias renováveis e energias não renováveis. Empregando uma diversidade

metodológica para abordar os energéticos tipos de recursos que são utilizados

no nosso planeta, envolvendo além do livro didático para explicar o que seria

energia renovável e não renovável, também debates e momentos de reflexão

105

que facilitaram a aprendizagem do aluno. Este debate foi detalhado no capítulo

4 e acreditamos ter ampliado a conscientização dos alunos.

Questão I - O desenvolvimento científico gera desenvolvimento tecnológico, este gerando o desenvolvimento econômico que determina, por sua vez, o desenvolvimento ou bem-estar social.

Figura 23: O desenvolvimento científico gera desenvolvimento

tecnológico, este gerando o desenvolvimento econômico que determina, por sua vez, o desenvolvimento ou bem-estar social.

Constatamos que cerca de 20% dos alunos, conforme se observa na

figura 23, mesmo após as intervenções, ainda concordam que o

desenvolvimento científico gera bem-estar social. Tal entendimento deve-se

principalmente ao fato destes alunos pertencerem a uma geração muito

tecnológica, onde celulares, tablets e videogames fazem parte de sua rotina,

criando muitas vezes uma falsa noção de bem-estar social.

Esse bem estar-social pautado no ponto de vista proporcionado pela

leitura do artigo de Auler e Delizoicov (2001), foi muito trabalhado em sala de

aula, servindo de base para a realização de debates e seminários. Quando os

alunos leram o artigo “Alfabetização Científico-Tecnológica para quê?”

106

puderam perceber a relação entre o desenvolvimento científico e tecnológico e

possível impactos, favorável ou não, à sua qualidade de vida.

As interações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade devem resultar na

formação de cidadãos mais ativos, como demonstram mais de 30% dos alunos

ao afirmarem que discordam em grande parte, evidenciando o sentido contrário

à trajetória linear do progresso. Auler e Delizoicoicov (2001) defendem a ideia

de uma alfabetização Científico-Tecnológica, que foi o um dos objetivos desta

pesquisa, através da superação do modelo de decisões tecnocráticas;

perspectiva salvacionista da CT e o determinismo tecnológico:

Foram analisados três mitos, a saber: a superioridade do modelo de decisões tecnocráticas; perspectiva salvacionista da CT e o determinismo tecnológico. A Alfabetização Científico-Tecnológica é ainda discutida segundo duas perspectivas: a reducionista e a ampliada. A perspectiva reducionista contém aproximações com o “déficit cognitivo” utilizado para a avaliação sobre o entendimento público da ciência, estabelecendo uma transmissão unidirecional do conhecimento científico, estando implícita a tentativa de preservar e ampliar o apoio recebido pela ciência. Assim, fundamenta-se numa postura pouco crítica em relação às implicações da Ciência e Tecnologia na sociedade onde estão implícitos três princípios básicos: a ignorância do público em relação às questões científicas e tecnológicas; a visão de mundo única e privilegiada; a ciência retratada como atividade neutra, desprovida de valores. (AULER e DELIZOICOV, 2001, p. 2).

Questão J - Uma educação voltada para Ciências, Tecnologia e Sociedade pode gerar uma perspectiva para melhorar o bem estar social da população.

107

Figura 24: Uma educação voltada para Ciências, tecnologia e sociedade pode gerar uma perspectiva para melhorar o bem estar social da

população.

Notamos que a Questão J – “Uma educação voltada para Ciências,

Tecnologia e Sociedade pode gerar uma perspectiva para melhorar o bem

estar social da população”, gerou duvidas na interpretação dos alunos, não

ficando claro que uma educação voltada ao enfoque CTS/CTSA, poderia gerar

uma perspectiva para melhorar o seu bem estar social e do seu ecossistema.

Na figura 24, os alunos confirmaram nossas previsões antes das

intervenções, ao concordarem que a educação voltada para o enfoque

CTS/CTSA pode gerar melhorias para o bem-estar da população, e depois das

intervenções, 100% dos alunos concordaram totalmente ou em partes que uma

educação voltada para o enfoque CTS/CTSA proporciona uma melhoria no seu

bem-estar social. Porém, destacamos que diminuiu a parte dos alunos que

concordavam plenamente, pois acreditamos que os alunos tiveram dúvidas

sobre o que estávamos questionando. A utilização do enfoque CTS/CTSA,

citado no artigo de Auler & Delizoicov (2001) onde se ressalta as concepções

do modelo tradicional do progresso, ampliaram as concepções dos alunos,

entregando o seu bem estar social à C&T, gerando reflexos positivos futuros

em suas vidas.

Na concepção tradicional/linear de progresso, CT, em algum momento do presente ou do futuro, resolverão os problemas hoje existentes, conduzindo a humanidade ao bem-estar social. Duas ideias estão associadas a isso: CT necessariamente conduzem ao progresso e Ciência e Tecnologia são sempre criadas para solucionar problemas da humanidade, de modo a tornar a vida mais fácil. (AULER; DELIZOICOV, 2001, p. 4).

108

Questão K - O conhecimento científico visto na prática (estudado por meio de experimentos) nos ajuda a entender o funcionamento dos aparatos tecnológicos que utilizamos diariamente.

Figura 25: O conhecimento científico visto na prática (estudado por meio de experimentos) nos ajuda a entender o funcionamento dos aparatos

tecnológicos que utilizamos diariamente.

Nesse momento almejamos que os alunos pudessem perceber que o

experimento realizado em nossa intervenção pedagógica (construção e

validação da Usina Termelétrica) desencadeasse uma discussão acerca dos

impactos ambientais causados pela geração de energia elétrica nos seus mais

diversos meios. Percebemos que, antes das intervenções, 65% dos alunos

acreditavam que para entender o funcionamento dos aparatos tecnológicos era

necessário conhecê-los através de experimentos. No entanto, após as

intervenções, onde realizamos uma variada metodologia para a compreensão

dos aparatos tecnológicos, cerca de 12% dos alunos passaram a discordar da

ponderação de que através de experimentos se consegue compreender estes

aparatos que nos cercam. Para estes alunos, apenas a experimentação não é

capaz de desvendar o funcionamento dos aparatos tecnológicos, pois muito

desses aparatos utiliza-se de tecnologia de ponta, muitas vezes embarcados

em conceitos de Física Moderna, longe de ser trabalhada pelo professor das

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Concordoplenamente

Concordoem grande

parte

Concordoum poucoou tendo aconcordar

Discordoum poucoou tendo adiscordar

Discordoem grande

parte

Discordoplenamente

Não seiopinar

K- O conhecimento científico visto na pratica nos ajuda a entender o funcionamento dos aparatos tecnológicos que

utilizamos diariamente

Antes da interveção

Depois da intervenção

K - O conhecimento científico visto na prática (estudado por meio de experimentos) nos ajuda a entender o funcionamento dos aparatos tecnológicos que utilizamos diariamente.

109

primeiras séries do Ensino Médio. Não cabe, nem é o papel desta dissertação,

discutir sobre a inserção da Física Moderna no Ensino Médio, mas podemos

perceber que o CBC não trás, em suas linhas gerais, a inserção desse tópico

da Física, conforme denotamos no capítulo 3 dessa pesquisa.

Questão L - A aprendizagem de conhecimentos científicos contribui para o exercício da Cidadania Mundial.

Figura 26: A aprendizagem de conhecimentos científicos contribui para o

exercício da cidadania mundial.

A figura 26 evidencia que, após as intervenções, 100% dos alunos

concordaram, de alguma maneira, que a aprendizagem de conhecimentos

científicos contribui para que ele seja um cidadão mais consciente frente a sua

comunidade ou ao mundo. Tal melhora expressiva na resposta dos alunos

deve-se principalmente à leitura e discussão do artigo de Ribeiro et al. (2011),

que foi utilizado para embasamento dos alunos no momento da construção dos

seminários realizados por eles, possibilitando discutir a alfabetização científico-

tecnológica em uma abordagem CTSA, empregando estudos de aparelhos

tecnológicos do cotidiano dos alunos, envolvendo abordagens de caráter

sociocultural e ambiental.

110

Chassot (2006) defende que devemos, como professores, ter a

responsabilidade desse processo, explanando que: A nossa responsabilidade maior de ensinar Ciência é procurar que nossos alunos e alunas se transformem, com o ensino que fazemos, em homens e mulheres mais críticos. Sonhamos que, com o nosso fazer Educação, os estudantes possam tornar-se agentes de transformações para melhorar o mundo em que vivemos. (CHASSOT, 2006, p. 31).

Questão M - A qualidade de vida vale mais que a quantidade de produção e de consumo, sem se preocupar com o meio ambiente.

Figura 27: A qualidade de vida vale mais que a quantidade de produção e

de consumo, sem se preocupar com o meio ambiente.

Antes da intervenção, tínhamos 65% dos alunos discordando

plenamente ou em parte da afirmativa proposta, passando para 2% depois da

intervenção. Esta mudança significativa veio confirmar que, antes das

intervenções, realmente o aluno não se preocupava tão intensamente com o

meio ambiente, pois apenas valorizava o consumo de produtos e a quantidade

de produção. Neste sentido, seus pensamentos eram individualistas, sem

haver a devida preocupação com questões ambientais.

A questão ambiental foi um dos focos de nosso trabalho, e por isto, não

podíamos apenas explicar o que era qualidade de vida ou comentar sobre a

111

quantidade de produção e consumo sem alertar os alunos acerca dos impactos

ambientais que são ocasionados pelo consumo exagerado, devendo haver

mudanças em suas concepções para que se processe uma melhoria na sua

qualidade de vida.

Corroboramos com Oliveira et al. (2009), quando afirma que é papel do

professor e da escola trilhar caminhos para uma formação mais cidadã. O autor

destaca em suas considerações finais que:

[...] tivemos a intenção de fazer o aluno refletir e formar conceitos sobre meio ambiente e, dessa maneira, esperamos que os mesmos se reconheçam como cidadãos críticos de um país e de um planeta, capazes de realizar uma mudança no foco ambiental: reduzindo o consumo, o desperdício e a geração de resíduos; reutilizando os resíduos gerados e, descartando seletivamente os resíduos não reutilizados, encaminhando-os para a reciclagem. (OLIVEIRA, et al., 2009, p. 11).

Questão N - A produção de cana de açúcar pode contaminar as nascentes dos rios.

112

Figura 28: A produção de cana-de-açúcar pode contaminar as nascentes dos rios.

Em nossa região o manejo da cana-de-açúcar é muito frequente, e

esse manejo é realizado próximo às nascentes dos rios que cercam o

município. Além disso, os familiares dos alunos participantes da pesquisa tiram

sua subsistência do plantio e corte da cana-de-açúcar, o que justifica o fato de

38% dos alunos discordarem ou não saberem opinar sobre os impactos

ambientais causados pela produção de cana-de-açúcar. Entretanto, após a

intervenção ocorreu um aumento expressivo no número de alunos que

passaram a concordar que a produção de cana-de-açúcar contamina as

nascentes dos rios, indo de 22%, antes das intervenções, para 48% após as

intervenções. O aumento expressivo deve-se principalmente ao fato da

utilização do livro didático adotado na Escola por nós enquanto professor

pesquisador, além das questões CTSA que foram discutidas em todas as

intervenções que ocorreram ao longo da pesquisa, dando importância à

abordagem da geração de energia ser realizada buscando-se um mínimo de

impacto ambiental.

Destacamos, durante as intervenções, os impactos ambientais

causados pelo cultivo da cana-de-açúcar enfocando a contaminação das águas

dos rios e caracterizando a necessidade de conservação dos recursos hídricos.

No decorrer das intervenções, os alunos comentaram que já conheciam a

importância da manutenção dos recursos hídricos e que este assunto é

destaque nos livros didáticos de Química, Biologia, Geografia, Física, em

revistas, campanhas publicitárias das companhias de água e esgoto da região,

programas de televisão, dentre outros. A informação de que o fornecimento de

água potável vive momentos de crise está ao alcance de praticamente toda a

população.

113

Questão O - A minha atividade diária, na cidade em que moro, contribui para os problemas ambientais globais.

Figura 29: A minha atividade diária, na cidade em que moro, contribui

para os problemas ambientais globais.

Antes da intervenção, 10% dos alunos não sabia opinar sobre esta

questão proposta por desconhecerem quais atividades eles praticavam e que

poderia contribuir ou gerar problemas ambientais. Depois da intervenção, todos

os alunos opinaram, sendo que 53% dos alunos concordaram total ou

parcialmente que suas atividades poderiam contribuir para gerar problemas

ambientais globais, contra 40% antes das intervenções. O aumento expressivo

da opção “discordo um pouco, ou tendo a discordar” encontra respaldo na

maneira com que os alunos vivenciam o seu dia-a-dia em uma cidade de

pequeno porte como aquela onde realizamos nossa pesquisa. Nesta cidade, a

maioria dos alunos, senão todos, vão para a Escola a pé, não há muitas

indústrias com altos índices de poluição, o saneamento básico bem como o

tratamento da água é de qualidade, e os alimentos consumidos são em boa

parte de origem orgânica. Assim, os alunos não conseguiram identificar

114

adequadamente, em suas atividades diárias, como poderiam gerar impactos

ambientais.

No decorrer das intervenções, o grupo 3 apresentou, em seu

seminário, o artigo de Xavier e Kerr (2004), que destacava o efeito estufa e sua

influência sobre a temperatura e o clima, e como os textos paradidáticos e

periódicos jornalísticos abortam este fenômeno. Com a leitura e apresentação

do seminário, foi mostrado que grande parte do efeito estufa é causado por

fenômenos naturais, como afirma Xavier & Kerr (2004):

São muito comuns e equivocadas as abordagens catastrofistas deterministas. Transmitem em geral que estamos diante de um efeito maléfico, quando na verdade ele é importante para o desenvolvimento da biosfera e o que traz inquietação são as alterações observadas em seu padrão. Mesmo que essas abordagens tenham por objetivo alertar quanto a possível evolução do problema, elas são deseducativas e refletem uma tentativa de manipulação do público alvo. (XAVIER; KERR, 2004, p. 3).

Vale a pena destacar que a prova do PAAE trouxe em sua primeira

questão esse tema tão controverso para avaliar o conhecimento dos alunos

sobre o referido tema. A questão dá ênfase aos equívocos publicados pelos

meios de comunicação sobre os gases do efeito estufa, destacando, em linhas

gerais, que o gás carbônico CO2 é o principal causador do efeito estufa, e o

principal causador do aumento do efeito estufa, devido à grande emissão

desse gás na atmosfera em decorrência da ação humana. Entretanto, este gás

não é a principal fonte que contribui para o efeito estufa, e sim o vapor d’água.

A questão do PAEE que aborda o tema do efeito estufa é reproduzida a seguir:

Alguns órgãos de imprensa costumam publicar noticias sobre os problemas gerados pelo efeito estufa. Entretanto, associar o efeito estufa natural a problemas e um equivoco, pois ele e o responsável por elevar a temperatura media da Terra a um valor favorável a perpetuação da vida no planeta. Contudo, o agravamento do efeito estufa e indesejável, já que seu aumento pode causar uma serie de mudanças climáticas e catástrofes da natureza. E devido ao efeito estufa adicional que tais noticias equivocadas costumam vincular o efeito estufa natural a um fenômeno nocivo ao meio ambiente. Outra informação que frequentemente e noticiada de forma errônea e que o gás carbônico, CO2, e o principal causador do efeito estufa. Ele e o principal causador do aumento do efeito estufa, devido a grande emissão desse gás na atmosfera, mas ele não e a principal

115

contribuição para o efeito estufa. O principal agente causador do efeito estufa natural da Terra é o

A) metano. B) oxido nitroso. C) ozônio. D) vapor d’agua. (PAAE, p. 2, 2013)

Questão P - O sol é a nossa principal fonte de energia, sem ele não existiria vida no planeta.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Concordoplenamente

Concordoem grande

parte

Concordoum poucoou tendo aconcordar

Discordo umpouco outendo a

discordar

Discordo emgrandeparte

Discordoplenamente

Não seiopinar

P- O sol é a nossa principal fonte de energia, sem ele não existiria vida no planeta.

Antes da interveção

Depois da intervenção

Figura 30: O sol é a nossa principal fonte de energia, sem ele não existiria vida no planeta.

Na figura 30 vemos que 87% dos alunos já concordavam plenamente

com a afirmação, sendo creditado este conhecimento às aulas de Ciências no

Ensino Fundamental, onde estudaram o Sol como nossa principal fonte de

energia.

No primeiro capítulo do livro didático utilizado nesta pesquisa, o autor já

menciona a importância do Sol para a vida, destacando a pirâmide trófica e

seus níveis de alimentação, trabalhadas nas intervenções pedagógicas

destacadas no capítulo 4. Segundo o autor do livro didático,

116

[...] uma simples folha de qualquer vegetal não poderia ter se formado não fosse a energia luminosa recebida do Sol, que permite a realização da fotossíntese; um animal herbívoro não se sustentaria, se não comesse as folhas; um carnívoro não viveria se não comesse o herbívoro, em um sequência de apropriação de energias. (KANTOR et al., 2010, p. 11).

Questão Q - O consumo de carne vermelha é um dos principais causadores da degradação ambiental no país.

Figura 31: O consumo de carne vermelha é um dos principais causadores

da degradação ambiental no país.

A figura 31 revela que uma parcela muito maior de alunos passou a dar

importância aos impactos ambientais, passando de 8% antes das intervenções,

para 30% após as intervenções, ocasionados pelas suas atitudes e

comportamento, com ênfase neste momento para seus hábitos alimentares.

Através dos debates proporcionados a partir de nossa instigação, onde as

discussões acerca do aquecimento global apontaram os impactos ambientais

causados pelo consumo humano, os alunos compreenderam melhor que o

aumento do consumo de carne vermelha está associado com a ampliação do

117

desmatamento e com as queimadas, abrindo-se espaço para que se tenha

mais pasto para criação de bovinos.

5.2 Questões fechadas e dissertativas acerca do conhecimento sobre o enfoque CTS/CTSA e conceitos de energia.

Inicialmente, antes de nossas intervenções, os alunos responderam a

um questionário contendo perguntas sobre a didática que melhor se adaptaria

à compreensão de conhecimentos científicos, tecnológicos e ambientais e nos

fizeram sugestões metodológicas, visando uma aprendizagem significativa dos

conceitos de energia com enfoque CTS/CTSA.

As perguntas 02, 04, 05 e 07 fazem parte do Anexos A e B, ou seja,

foram aplicadas antes e depois de nossas intervenções.

A figura 32 descreve a preferência dos alunos referentes aos métodos

didáticos que podem ser oferecidos pela escola com a finalidade de facilitar a

compreensão dos conhecimentos científicos e tecnológicos.

Pergunta 1: A escola pode facilitar a compreensão dos conceitos científicos e

tecnológicos por meio da realização de...

Figura 32: Preferências metodológicas apontadas pelos alunos.

118

Esta questão foi utilizada no questionário aplicado antes de nossas

intervenções visando identificar a percepção dos alunos acerca do papel da

escola enquanto instrumento de disseminação de conhecimentos científicos,

buscando-se constatar as preferências dos alunos quanto à utilização de

metodologias diversificadas capazes de facilitar a compreensão do

conhecimento científico e tecnológico.

Observa-se, pelas respostas dos alunos, uma dispersão que aponta

para a utilização de um pluralismo metodológico, com destaque para as

“Atividades experimentais” com 30% das respostas, estando em segundo lugar

o tópico “Visitas a Espaços Externos” com 16%, enquanto “Seminários e

debates” surgem em 4º lugar na preferência dos alunos com 13%. Deve ser

observado que o tópico “Pesquisas em grupo”, com 6% da preferência dos

alunos, está relacionado aos seminários. Essa preferência dos alunos quanto à

metodologia plural a ser utilizada é respaldada nos apontamentos de Laburú,

Arruda e Nardi, 2003, quando afirmam que:

[...] este trabalho propõe desenvolver argumentos, indicando uma proposta metodológica pluralista para a educação científica, pois parte do pressuposto de que todo processo de ensino-aprendizagem é altamente complexo, mutável no tempo, envolve múltiplos saberes e está longe de ser trivial. (LABURÚ, ARRUDA e NARDI, 2003, p. 248).

Pergunta 2: A questão ambiental deve ser tratada preferencialmente.

119

Figura 33: A questão ambiental deve ser tratada preferencialmente...

A figura 33 mostra que, após as intervenções, 48% dos alunos

passaram a compreender que a questão ambiental deve ser tratada por todos

os indivíduos em suas relações cotidianas, sociais e econômicas. Por outro

lado, 20% afirmam que cabe a todos os segmentos e setores de atividades

humanas envolverem-se nas questões ambientais, sendo esta a resposta que

desejávamos prevalecer por mostrar que a responsabilidade no trato dessas

questões deve ser compartilhada por todas as pessoas e em todas as

atividades e setores.

Durante as intervenções, as questões ambientais estiveram sempre

presentes, buscando-se conscientizar os alunos para que percebessem que a

melhoria no meio ambiente deve contar com a participação de todas as

pessoas, sendo estes aspectos destacados nos seminários elaborados com

base nos trabalhos de Angotti, Basto e Mion (2003), Pinheiro, Silveira e Bazzo

(2007), Auller e Delizoicov (2001), Santos (2008), Ribeiro, Roversi e

Colherinhas (2011), Oliveira et al. (2010), Viera e Bazzo (2007), Inatomi e

Udaeta (2011) Xavier e Kerr (2004).

120

Os alunos foram conscientizados acerca de temas da educação

ambiental, como por exemplo, aquecimento global, efeito estufa, impactos

decorrentes da produção de energia elétrica, entre outros, por meio do enfoque

CTS/CTSA empregados. Durante os debates, questionávamos de quem seria a

responsabilidade de cuidar do meio ambiente. Na percepção de 32% dos

alunos, a responsabilidade era dos tecnólogos, uma vez que possuem

conhecimento específico. Cerca de 45% dos alunos afirmavam que a

responsabilidade estava ligada aos indivíduos em suas ações no âmbito social,

cotidiano e econômico. Nota-se que 23% dos alunos acreditavam que esta

responsabilidade deveria estar a cargo das autoridades políticas responsáveis

por traçar as diretrizes governamentais e as políticas públicas. No entanto, 13%

dos alunos admitiram que a responsabilidade sobre a questão ambiental devia

ser tratada preferencialmente pelos setores envolvidos nos processos

produtivos, econômicos e de comercialização de produtos.

Através das intervenções fomos capacitando os alunos a perceberem

que a questão ambiental é ampla e complexa e necessitamos considerar várias

vertentes, como destaca Silva e Carvalho (2002) ao afirmar que questões

dessa natureza:

[...] devem, necessariamente, considerar questões históricas, econômicas políticas, sociais e ambientais, que se mesclam e se fundem juntamente com uma análise técnica. Soma-se a isso a característica eminentemente controversa do tema, pois uma análise mais elaborada leva em conta diferentes posições defendidas por diversos grupos da sociedade, tais como discussões sobre o bem estar social, a saúde humana, o conforto individual, os ganhos econômicos, os posicionamentos políticos, éticos e ideológicos e a temática ambiental. (SILVA; CARVALHO, 2002, p. 351).

Pergunta 3: Avalie em que intensidade cada um dos fatores listados a seguir influencia a sua saúde física, o seu bem estar social e mental, considerando a qualidade dos ecossistemas em que você habita.

121

Figura 34: Avalie em que intensidade cada um dos fatores listados a

seguir influenciam a sua saúde física, o seu bem estar social e mental, considerando a qualidade dos ecossistemas em que você habita.

Na figura 34, utilizada no questionário antes de nossas intervenções,

subdividimos a questão em tópicos (problemas ambientais, aspectos sociais e

econômicos e, por fim, atitudes e valores). Para facilitar a visualização dos

dados, utilizamos a média ponderada para os escores dados pelos alunos. De

acordo com as respostas dos alunos, percebemos que as maiores médias

observadas no tópico Problemas Ambientais estão relacionadas à poluição

industrial, poluição populacional, falta de saneamento básico e a falta de água

tratada. Essa questão foi aplicada antes das intervenções e seu resultado

mostra uma grande preocupação por parte dos alunos com relação aos

problemas ambientais que ocorrem à sua volta, demonstrando preocupação

com o futuro.

No tópico Aspectos Sociais e Econômicos, os alunos focaram na

oportunidade de emprego como um fator que influencia na sua saúde física,

seu bem estar social e mental, e afirmaram que a falta de tempo para realizar

atividades de lazer e prática de esportes também intervém expressivamente

para agravar esse problema.

122

Já no tópico Atitudes e Valores, o destaque dado pelos alunos

relaciona-se à falta de educação e respeito nas pessoas como um dos fatores

que fragilizam seu bem estar social e mental.

Pergunta 4: É possível produzir energia elétrica sem gerar danos ao meio ambiente? Justifique a sua resposta.

Figura 35: É possível produzir energia elétrica sem gerar danos ao meio

ambiente.

Antes das intervenções, 78% dos alunos acreditavam ser possível

gerar energia elétrica sem gerar danos ao meio ambiente. Um dos motivos

para este percentual tão elevado é acreditar que energias renováveis não

poluem o meio ambiente, aspecto muito ressaltado na mídia social.

Ressaltamos a percepção de que, após as intervenções ocorridas ao

longo do ano letivo, onde trabalhamos conceitos de geração de energia com

enfoque CTSA através dos debates e principalmente do uso do artigo de

Inatomi e Udaeta (2011), o percentual dos alunos que passou a admitir que a

geração de energia sempre ocasiona danos ambientais subiu de 12% para

61%. Durante as intervenções, os alunos apresentaram seminários discutindo

os impactos ambientais relacionados com a produção de energia dentro do

Planejamento Integrado de Recursos (PIR). Outro ponto que vale ressaltar foi a

construção e validação da uma usina Termoelétrica, onde os alunos tiveram

123

contato, na prática, com as dificuldades de se gerar pequena quantidade de

energia elétrica utilizando grande quantidade de álcool como combustível. Na

referida atividade, o aluno pôde perceber que para se gerar energia elétrica é

necessária uma grande quantidade de energia renovável, o que ilustrou que

este processo acaba impactando de modo acentuado no meio ambiente.

Pergunta 5: Que aspectos do seu estilo de vida, valores pessoais e modo de consumo podem estar causando prejuízos ao meio ambiente?

Figura 36: Estilo de vida ocasionando prejuízo ao meio ambiente.

Na pergunta 5, utilizada no questionário antes de nossas intervenções,

representada pela figura 36, subdividimos as análises nas categorias consumo

de bens em geral, produção e descarte de lixo, meios utilizados para

deslocamento, hábitos alimentares e consciência e atitudes em relação à vida

em sociedade. Utilizamos a média ponderada para facilitar a visualização dos

resultados dessa questão. De acordo com os alunos, os aspectos em seu estilo

de vida, valores pessoais e modo de consumo que mais ocasionam prejuízos

ao meio ambiente estão no tópico Consumo de Bens em Geral, destacando o

consumo excessivo de água, energia elétrica e combustíveis fósseis.

124

No tópico Produção e Descarte de Lixo, de acordo com os alunos, os

hábitos inadequados no descarte do lixo e ausência de separação seletiva do

lixo causam um maior prejuízo ao meio ambiente.

No tópico Meio Utilizado para Descolamento, percebemos que os

alunos destacaram o uso de carro como um meio de transporte inadequado.

Já, no tópico Hábitos Alimentares, o estilo de vida e valores pessoais

que mais causam impactos ambientais é o modo de consumo por alimentos

não orgânicos, pois o uso de pesticidas é muito frequente no Brasil, um dos

países que mais utiliza esses danosos recursos na agricultura.

No tópico Consciência e Atitudes em relação à vida e sociedade, os

alunos demonstraram que o maior prejuízo ao meio ambiente é não dar o seu

próprio exemplo, secundada pela transferência de responsabilidade pelos

problemas para as outras pessoas.

As questões a seguir complementam a nossa pesquisa, sendo todas

aplicadas após as intervenções.

Pergunta 6: Análise a afirmação: as atividades desenvolvidas neste ano facilitaram a compreensão do conhecimento científico e tecnológico, e suas implicações na sociedade e no ambiente.

125

Figura 37: Analise a afirmação: as atividades desenvolvidas neste ano facilitaram a compreensão do conhecimento científico e tecnológico, e

suas implicações na sociedade e no ambiente.

Na figura 37 é apresentada uma das questões propostas após as

intervenções, e destacamos que 100% dos alunos concordaram plenamente,

ou ao menos em parte, que as atividades desenvolvidas ao longo do ano letivo

facilitaram a compreensão sobre o conhecimento científico. Este resultado

aponta que a adoção da metodologia de ensino baseada em uma diversidade

metodológica e as abordagens sendo feitas sob o enfoque CTSA contribuíram

para ampliar os conhecimentos dos alunos envolvidos na pesquisa.

Pergunta 7: A escola procurou facilitar a compreensão do conhecimento científico e tecnológico, e suas implicações na sociedade e no ambiente, por meio da realização de:

126

Figura 38: A escola procurou facilitar a compreensão do conhecimento

científico e tecnológico, e suas implicações na sociedade e no ambiente, por meio da realização de:

Segundo os alunos, a proposta que implantamos na Escola empregou

diversos recursos didáticos e metodológicos no ano letivo de 2013,

destacando-se as pesquisas em grupo e os debates e seminários. Estes

resultados levam-nos a concluir que esse tipo de metodologia consegue

sensibilizar um bom número de alunos, facilitando que ocorram interações com

o professor e com os colegas, e permitindo que manifestem e defendam seu

ponto de vista, bem como apontar suas conclusões.

As atividades experimentais (3 pontos em uma escala de 5) que

ocorreram ao longo do ano letivo nas disciplinas de Química, Física e Biologia

confirmam a importância e necessidade de inserção dessas atividades na

Escola. Por meio dessas atividades os alunos manuseiam objetos e

equipamentos de medidas, utilizam ferramentas matemáticas para analisar os

dados obtidos e ainda possibilita a exposição de resultados do trabalho para a

Escola em outros ambientes que não só a sala de aula. O estímulo à

autonomia, proporcionada pelos professores da turma é um dos motivos de

127

valorização da formação desses alunos como cidadãos participativos na

construção do seu próprio conhecimento, levando-os a estabelecer novos

horizontes acerca dos conteúdos trabalhados, principalmente considerando as

relações proporcionadas pelo enfoque CTSA.

A aula expositiva é uma das metodologias mais usadas na Escola onde

realizamos a pesquisa, e o resultado apontado pelos alunos leva-nos a concluir

que esse tipo de metodologia não atende adequadamente as demandas dos

alunos pesquisados e dificulta o alcance dos objetivos formativos almejados.

Por fim, o uso do livro didático, apontado pelos alunos em último lugar

na nossa pesquisa, assinala que esse recurso é utilizado de forma inadequada

pelos professores, pois serve de base geralmente apenas para a resolução de

exercícios que muitas vezes são meras aplicações matemáticas dos conceitos

estudados.

Pergunta 8: Quais relações você é capaz de perceber agora, entre a sua saúde física, o seu bem-estar espiritual/mental e a qualidade dos ecossistemas em que habita? (interpretação: o que influencia meu bem estar físico/espiritual nos ecossistemas que habito?)

Figura 39: Quais relações você é capaz de perceber agora, entre a sua

saúde física, o seu bem-estar espiritual/mental e a qualidade dos ecossistemas em que habita?

128

Antes das intervenções, percebemos, de acordo com as respostas nas

questões do anexo A, dificuldades dos alunos em diagnosticarem o que estava

proporcionando o seu bem estar e o que mais influenciava nos seus

ecossistemas. Concluímos então que eles não tinham como avaliar assuntos

mais complexos sem antes terem uma introdução sobre tais assuntos.

Após as intervenções, na figura 39, observamos que 35% dos alunos

verificaram que a forma com que a sociedade interage com seu ecossistema

está diretamente ligada ao seu bem estar, demonstrando uma preocupação

com as atitudes e comportamentos dos indivíduos na sociedade em que estão

inseridos, podendo melhorar esta condição em todos os âmbitos. Notamos

também que 18% destes alunos acreditam que as atividades diárias geram

estresse no dia a dia, o que, associado à falta de lazer, contribui para

prejudicar a sua qualidade de vida. Além disso, verificamos que parte dos

alunos pesquisados atribui esse bem estar ao acesso aos aparelhos

tecnológicos. Em aparelhos mais antigos o consumo de energia elétrica era

maior, e com o advento da tecnologia, principalmente das baterias e

miniaturização dos componentes eletrônicos, esse consumo diminuiu

significativamente. No entanto, nem toda a população tem acesso a esses tipos

de aparelhos, pois a Ciência e a Tecnologia não estão necessariamente à

serviço da Sociedade, mas sim aos interesses políticos e econômicos que

regem nosso muno capitalista.

Pergunta 9: O que você sugere para aprimorar a metodologia utilizada, visando promover aprendizagem de conhecimentos de ciência, tecnologia e suas implicações na sociedade e no ambiente?

129

Figura 40: O que você sugere para aprimorar a metodologia utilizada,

visando promover aprendizagem de conhecimentos de ciência, tecnologia e suas implicações na sociedade e no ambiente?

Analisando os resultados da figura 40 verificamos, na opinião dos

alunos, que a metodologia onde se aplica atividades experimentais, permitindo

interações com os colegas, com o professor, pesquisando em outras fontes,

manuseando equipamentos e aparelhos de medição, corrobora com a teoria

vista no livro didático, facilitando atingir objetivos propostos no enfoque CTSA.

O aumento na utilização de atividades experimentais é defendido por

70% dos alunos, que presumidamente sentem carência dessa prática nas

escolas, já que a maioria dos professores não as utilizam, prevalecendo a

realização de aulas expositivas.

Tivemos 17% dos alunos opinando que a utilização de seminários e

debates deve ser ampliada para aperfeiçoar a atividade docente em sala de

aula, além dos 7% dos alunos que afirmaram que as pesquisas realizadas

durante a intervenção foram marcantes e impactantes na construção dos

conceitos de energia e suas transformações, favorecendo o entendimento das

questões que tipicamente fazem parte do enfoque CTSA.

130

Pergunta 10: Cite o principal aspecto negativo relacionado com a metodologia de ensino desenvolvida neste ano.

Figura 41: Cite o principal aspecto negativo relacionado com a

metodologia de ensino desenvolvida neste ano.

Concluímos que ocorreu uma grande aceitação das metodologias

adotadas, novamente ressaltando a importância de se trabalhar com o uma

diversidade metodológica. Destacamos que 35% dos alunos responderam não

ter nenhum ponto negativo a destacar, demonstrando bastante satisfação no

projeto desenvolvido em nossa pesquisa.

Constatamos que, de acordo com 34% dos alunos, o ponto negativo

em nossa metodologia foi a falta de visitas a espaços externos à Escola. Esse

tipo de metodologia, onde a visitação ocorre em espaços externos não é muito

utilizada na Escola que pesquisamos. Um dos motivos dessa metodologia não

ser adotada é a dificuldade motivada pela burocracia criada pela Escola, onde

retirar o aluno de seu ambiente escolar acarreta para o professor

reponsabilidades que fogem de suas atribuições.

Durante as intervenções tivemos a sugestão feita pelos alunos de se

visitar a Usina Hidrelétrica de Furnas, que se localiza a cerca de 80 km da

cidade onde realizamos a pesquisa. Ao entrar em contato com os responsáveis

pela visita à Usina encontramos vários obstáculos, sendo o maior deles a

131

questão de segurança, pois a visita só poderia ocorrer se os alunos

possuíssem equipamentos de segurança, tais como capacete, botas,

protetores auriculares, óculos de proteção, dentre outros. Sem esses materiais,

que não eram ofertados pela Usina, não pudemos executar a visita, o que

gerou frustração tanto nos alunos quanto em nós.

Motivados pelo que estavam estudando e sem a possibilidade de se

conhecer na prática os impactos ambientais ocasionados pela geração de

energia elétrica através da queda d’água, propusemos aos alunos um

experimento envolvendo a construção e validação da usina termoelétrica, como

descrevemos no capítulo 4. Apesar desta atividade prática, 22% dos alunos

apontaram como aspecto negativo o pouco uso deste recurso com os alunos, o

que em parte se deve à falta de tempo para introduzir outras atividades

experimentais na disciplina de Física.

5.3 Programa de avaliação da aprendizagem escolar (PAAE)

No início e no final do semestre letivo de 2013, os alunos envolvidos

nessa pesquisa foram submetidos a uma avaliação externa, denominada

Programa de Avaliação da Aprendizagem Escolar (PAAE), como descrevemos

no tópico Conteúdos Básicos Comuns (CBC). Esse processo avaliativo

compreende três avaliações, conforme mostra a figura 42, com objetivos

distintos, cujos resultados são apresentados em relatórios estatísticos,

permitindo identificar necessidades imediatas de intervenção pedagógica.

132

Figura 42: Diferentes concepções da avaliação do PAAE. Fonte:<<http://paae.institutoavaliar.org.br/sistema_ava_v2/default.aspx?id_objeto=323385&id_

pai=23967&area=atributo>>. Acesso em 13 jan. 2014.

Assim, diretores, especialistas, professores e a equipe pedagógica da

Superintendência Regional de Ensino (SRE) devem analisar os relatórios das

avaliações para convergir ações escolares integradas que promovam uma

diferença significativa no desenvolvimento das habilidades contempladas no

CBC. Após a aplicação da prova e acesso ao sistema online da Secretaria

Estadual de Educação de Minas Gerais, coletamos os resultados referentes a

essa avaliação na sala onde ocorreu a intervenção pedagógica que serviu de

base para esta pesquisa.

A avaliação do PAAE (Anexo C) é composta de 20 questões cujo tema

principal é Energia, sua distribuição e transformações, foco conceitual de

nossas abordagens. O resultado dessa avaliação, como consta na figura 43, foi

condensado em seis indicadores ou questões-chave.

133

Percebemos, na figura 43, que os resultados modificaram-se

significativamente após as intervenções, passando de 39% de respostas

corretas na avaliação diagnóstica para, em média, 72% na avaliação externa

na aprendizagem anual.

Figura 43: Resultado da prova do PAAE observado na turma de alunos participantes da pesquisa.

Relacionado com a melhoria nos resultados dos indicadores

“Transferência de Energia” e “Transformação de Energia”, utilizamos três

artigos (VIEIRA ; BAZZO, 2007; INATOMI; UDAETA, 2011; XAVIER; KERR,

2004) que abordavam aos conceitos de energia, suas transformações e os

processos de transferência, formando a base para apresentação dos

seminários pelos alunos. Além dos artigos, a construção e validação da usina

Termoelétrica apontaram transferências e transformações de energia desde a

queima do álcool até a sua conversão em energia elétrica no gerador.

Nos indicadores “Energia Mecânica” e “Energia Térmica” utilizamos,

enquanto professor pesquisador, o livro didático, dando ênfase ao capítulo 3

“Afinal, o que é energia?”, onde se discutiu o conceito de trabalho mecânico e

as energias cinética, potencial e térmica. O 4º capítulo do livro “Máquinas e

processor térmicos” tiveram como discussão central as leis da termodinâmica

e sua aplicação em máquinas térmicas. O uso destes recursos auxiliou a

Antes das intervenções Após as intervenções

134

aprendizagem dos alunos e contribuiu para os melhores resultados observados

na avaliação do PAAE.

O indicador “Energia Térmica” foi trabalhado de maneira exaustiva na

construção e validação da usina termelétrica, quando foram abordados os

conceitos relacionados à energia e sua conservação, promovendo a superação

das concepções empírico-indutivistas da Ciência e a ampliação da capacidade

de argumentação dos alunos, bem como maior facilidade no uso de

ferramentas matemáticas e a transposição para a vida social.

O indicador “Energia Elétrica” foi trabalhado por nós no capítulo 5 do

livro didático: “Eletricidade Geração e usos”. A intervenção relacionada a esse

indicador incentivou a participação dos alunos em darem exemplos de

atividades humanas com grande consumo de energia e que se imaginasse

como seria sua vida sem energia. A discussão acerca do conteúdo desse

indicador revelou a dependência do consumo de energia elétrica, bem como os

aspectos positivos e negativos deste consumo. Na intervenção pedagógica 5.2

descrita no capítulo 4 desta dissertação, os alunos pesquisaram manuais e

etiquetas de aparelhos elétricos para o cálculo de corrente elétrica. Os alunos

buscaram valores de potência e tensão elétricas nos mais diversos aparelhos

presentes na Escola, onde organizaram as informações na tabela 2 “Valores da

potência e tensão elétrica”, onde constam medidas realizadas pelo grupo G1.

Após a organização dos dados na tabela, utilizaram a equação da potência

elétrica para calcularem a corrente elétrica em cada aparelho consultado,

envolvendo as competências C1 e C2 e as habilidade H1 e H7, disponíveis no

quadro 1 da página 64.

Ainda em relação a esse indicador, ocorreram as intervenções 5.3, 5.4

e 5.5 que tratavam sobre resistência elétrica e sobre o cálculo da potência

elétrica, respectivamente. Durante estas intervenções os alunos foram

instigados a observar em suas casas os diferentes tipos de lâmpadas com suas

respectivas potências, constatando que a espessura do filamento é

inversamente proporcional à resistência elétrica da lâmpada, e diretamente

proporcional ao seu comprimento, conforme afirmou o grupo G3. Os grupos

135

realizaram uma pesquisa sobre os supercondutores, suas propriedades e suas

contribuições para a sociedade, apontando que o seu uso levaria à diminuição

do consumo de energia elétrica, provocando mudanças que envolvem

questões econômicas, ambientais e sociais, contemplando assim as

competências C1, C2, C3 e C4 e as habilidades H1, H4 e H7.

O indicador “Energias Naturais” foi tradado por nós por meio do

capítulo 2 do livro didático “Recursos Energéticos Naturais”, e o artigo de

Xavier & Kerr (2004), que em linhas gerais trata do efeito estufa. Iniciou-se a

intervenção discutindo e debatendo a dependência da vida moderna do

consumo de energia. Durante essa intervenção os alunos leram o capítulo do

livro explorando conceitos relacionados aos fluxos e transformações de energia

que envolvem processos naturais e tecnológicos, como o ciclo do ar,

aproveitamento energético em antigos moinhos, em modernas hidrelétricas e o

ciclo do carbono, base dos combustíveis renováveis e não renováveis.

136

CONCLUSÕES

Nesta pesquisa buscamos investigar as contribuições decorrentes de

uma abordagem contextualizada baseada em uma proposta educacional

realizada sob o enfoque CTS/CTSA, empregando diversas estratégias

didáticas, tais como aula expositiva, realização de pesquisas, seminários e

debates, construção de experimento, além da utilização do livro didático,

enquanto ferramenta para oferecer respaldo didático e científico.

Podemos avaliar positivamente a metodologia utilizada, pois de acordo

com o resultado da prova do PAAE, que caracteriza os resultados da avaliação

externa realizada no mês de dezembro de 2013, cerca de um mês após o

término das intervenções, principal instrumento de verificação da aprendizagem

dos conceitos de energia estudados em nossa pesquisa, ocorreu a construção

de novos conhecimentos que foram ancorados nos subsunçores

diagnosticados, podendo-se afirmar que houve aprendizagem significativa dos

conceitos de energia. Percebemos, através da metodologia adotada ao longo

das intervenções, que houve aprendizagem do conceito de energia,

envolvendo os processos de geração e transformação, pois a qualidade das

respostas dadas pelos alunos às questões que compuseram a 2ª prova do

PAAE (anexo C) permitiram atingir os melhores índices em comparação às

mesmas séries dentro da Escola pesquisada. Além disso, cabe destacar que

os alunos participantes desta pesquisa tiveram um rendimento tal que suas

médias estão entre as quatro melhores médias dentre as 22 escolas avaliadas

na 35ª SRE de São Sebastião do Paraíso – MG, conforme indicadores

disponíveis na internet4.

4

http://paae.institutoavaliar.org.br/sistema_ava_v3/Modulos/Graficos/AlunosDisciplinaPorSRE.aspx?tipo=

ESCOLA&Ano=2013&id_pai=1040506&Sre=S%C3%83O%20SEBASTI%C3%83O%20DO%20PARA

%C3%8DSO&disciplina=FISICA&tipo_aplicacao=. Acesso em 19 de agosto de 2014.

137

Esta melhora acentuada deve-se em grande parte à abordagem

contextualizada empregada que buscou estabelecer relações entre conceito de

energia, seu consumo, sua distribuição e suas transformações, tendo como

pano de fundo o enfoque CTSA.

A utilização de uma diversidade metodológica, demostrou-se ser um

método muito eficaz, permitindo atingir a maioria dos alunos. Por utilizar

diferentes intervenções foi possível desenvolver várias competências e

habilidades nos alunos, cumprindo com isso as propostas do CBC. Entre essas

competências desenvolvidas merecem destaque as competências C1 e C2 por

tratarem das linguagens matemáticas e científicas, além da compreensão de

fenômenos naturais e da produção tecnológica.

Para que as competências-alvo fossem atingidas, realizamos a

construção e validação da usina Termoelétrica, criando-se uma situação

didática onde os alunos vivenciaram as etapas de construção e puderam

identificar as transformações de energia ocorridas, inclusive coletando dados

para o cálculo da geração de energia elétrica produzida. O livro didático foi

utilizado exaustivamente nesta pesquisa por contemplar os tópicos contidos no

CBC. Dessa forma, o livro foi empregado nas intervenções que ocorreram ao

longo do ano letivo, oferecendo apoio para estas atividades.

Dentre as habilidades contempladas, destacamos as habilidades H4,

H7 e H8, que, em conformidade com nossos objetivos estabelecidos, tratam da

dimensão de circuitos elétricos de uso cotidiano, reciclagem de recursos

naturais e a importância dos ciclos biogeoquímicos. Para que essas

habilidades fossem atingidas os alunos realizaram pesquisas no livro didático,

que aborda a geração e uso da eletricidade. Nessa intervenção os alunos

discutiram e debateram aspectos sociais e históricos relativos à dependência

do homem em relação à energia elétrica. Além do livro didático, a validação da

usina Termoelétrica possibilitou ao aluno perceber a dificuldade de se gerar

energia elétrica através das transformações e dissipações de energia ocorridas

durante o processo de conversão de energia térmica do álcool em energia

luminosa no LED. Os seminários propostos durante as intervenções foram

138

pontos fortes para se debater os impactos ambientais causados pela geração

de energia elétrica, onde se procurou promover a conscientização acerca do

uso adequado dessa energia visando o Planejamento Integrado de Recursos

(PIR), que trata da mitigação dos impactos ambientais no setor energético.

Constatamos, através dos relatórios relacionados com a “Avaliação

pelo programa de avaliação da aprendizagem escolar (PAAE)”, que o objetivo

central deste trabalho – “fazer uso de uma diversidade metodológica,

empregando o enfoque CTS/CTSA e a teoria da Aprendizagem Significativa

visando proporcionar um aprendizado qualificado de conceitos de energia” – foi

atingido de forma parcial, conforme verificamos nos relatos dos alunos nas

questões de A até Q contidas nos Anexos A e B. Nas referidas questões os

alunos discutiram e debateram amplamente sobre diversos aspectos que

caracterizam a abordagem CTS/CTSA, o que favoreceu a sua alfabetização

científica.

Ademais, a formação proporcionada contribuiu para o exercício da

cidadania dos alunos, pois foi criado um ambiente educacional que facilitou

trocas de ideias e reflexões, direcionando os alunos para que assumissem seu

papel de cidadão mais participativo perante as questões energéticas que

causam impactos ambientais, econômicos e sociais. Esta mudança foi

percebida principalmente no dia-a-dia do aluno, na qualidade das respostas

dadas às questões contidas no livro didático, em especial às questões contidas

no capítulo 5 desse livro que tratava sobre eletricidade, geração e usos,

conforme descrito na intervenção 5.1.

Destacamos ainda que a abordagem realizada sob o enfoque

CTS/CTSA proporcionou aos alunos construírem uma percepção de que o

desenvolvimento científico e tecnológico é caracterizado como um processo

social, influenciado por fatores culturais, políticos e econômicos, além dos

tradicionais fatores epistêmicos.

Ao ensinar Ciências e em especial os conceitos de energia e suas

relações com a tecnologia através de discussões de cunho CTS/CTSA, os

139

alunos defenderam, durante a apresentação dos seminários, a importância de

se discutir a natureza social, política, econômica e ambiental, bem como suas

repercussões éticas nessas várias dimensões. A figura 16, referente à questão

B (Anexos A e B), trata dos hábitos e comportamentos sociais que são

alterados pelo uso da tecnologia. Nesta questão os alunos evidenciaram que

concordam, ao menos parcialmente, que esse uso modifica seus hábitos. A

crescente melhora nas respostas decorreram da leitura e posterior

apresentação dos seminários apoiados nos artigos do bloco 3, caracterizados

pelo que foi descrito no capítulo 4.

Assim, percebemos que as intervenções que compuseram as etapas

desta investigação contribuíram para que a alfabetização científica dos alunos

fosse alcançada, tendo por base vários recursos didáticos e metodológicos

empregados ao longo do ano letivo.

Foi interessante averiguar que, durante as aulas expositivas, os alunos

tiveram oportunidade de aprender os conceitos de energia visualmente, pois,

na qualidade de professor pesquisador, utilizamos o livro didático, slides e

simulações para complementar nossa reflexão e fala durante estas aulas.

Outro aspecto conclusivo desta pesquisa foi que, na apresentação dos

seminários, os alunos apresentaram, debateram e opinaram sobre os conceitos

de energia, sendo mantida a ênfase na abordagem CTS/CTSA, o que significa

que naquele momento os alunos interagiram entre si, trabalhando seus

aspectos intrapessoais, interpessoais e linguístico/verbais.

Sobre este ponto, acrescentamos que, na construção da usina

termoelétrica, possibilitamos aos alunos compartilhar ideias na montagem do

experimento, aperfeiçoando seus aspectos interpessoais e linguístico/verbal.

Durante aquele momento, os alunos manipularam ferramentas e utilizaram

instrumentos de medida, o que caracterizou uma aprendizagem psicomotora.

No que tange ao livro didático, foi possível averiguar que o mesmo

possibilitou aos alunos uma aprendizagem cognitiva, pois ficou caracterizado

140

que houve construção de conhecimentos relacionados aos conceitos de

energia, o que foi confirmado pela qualidade das respostas dadas às questões

contidas na 2ª prova do PAAE.

Em nossa pesquisa destacamos como aspectos negativos a leitura e

interpretação dos artigos dos blocos 1 e 2 por não conterem uma linguagem

adaptada à realidade dos alunos do 1º ano do Ensino Médio. Neste ponto,

nossa pesquisa contribui para uma dinâmica macro-didática que aponta para a

necessidade de que todos os professores, em todas as disciplinas, reforcem a

importância da leitura.

A ausência de atividades extraclasses como visita a outros espaços,

também foi um dos aspectos negativos apontados inclusive pelos alunos na

figura 41. O motivo de não ter ocorrido a visita na Usina de Furnas, inicialmente

planejada, se deve basicamente ao item segurança, pois era necessário que os

alunos possuíssem EPI (Equipamento de Proteção Individual), itens não

oferecidos pela Usina.

Os alunos apontaram ainda que a utilização de experimentos poderia

aprimorar nossa metodologia, afirmando que foram realizadas poucas aulas

experimentais. Esta performance procedeu-se devido à necessidade de se

utilizar não apenas aulas experimentais, consumindo nestas atividades

bastante tempo ao longo do ano letivo.

Por fim, nosso trabalho instiga continuidades e aprofundamentos

futuros. Assim, como sugestão de trabalho complementar a nossa pesquisa,

propomos a ampliação da diversidade de recursos, envolvendo algumas visitas

técnicas a, por exemplo: Usina hidrelétrica de Furnas em Furnas - MG, usina

hidrelétrica Mascarenhas de Moraes em Ibiraci – MG, usina da Pedra

(Produção de álcool) em Serrana - SP, usina SoyMinas (biodiesel de girassol e

mamona) em Cássia – MG e usina termoelétrica de Juiz de Fora em Juiz de

Fora – MG. Essas visitas poderiam contribuir para uma visão mais realista

acerca dos impactos ambientais ocasionados pela geração de energia nos

seus mais diversos tipos, proporcionando aos alunos uma aprendizagem

141

significativa desses impactos, levando-os a perceber que o consumo

consciente de energia é uma das saídas para amenizar esse grave problema

ambiental.

142

REFERÊNCIAS

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146

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147

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148

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149

ANEXO A

Questionário para conhecimento dos desenvolvimentos das concepções

CTS/CTSA dos alunos.

Primeira Parte - Questões fechadas.

Desejamos saber sua opinião, franca e sincera, a respeito de sua compreensão

sobre alguns aspectos relacionados com a Ciência, tecnologia e Sociedade.

Responda utilizando a escala numérica: 1-Concordo plenamente; 2-Concordo

em parte; 3-Concordo um pouco ou tendo a concordar; 4-Discordo um pouco

ou tenho a discordar; 5-Discordo em grande parte; 6-Discordo plenamente; 7-

Não sei opinar. É importante observar que não existem respostas certas ou

erradas, portanto faça um único “X” apenas na coluna que você achar que

representa melhor sua opinião.

Concepções 1 2 3 4 5 6 7 A A sociedade pode e deve influenciar nos rumos do

Desenvolvimento científico e tecnológico.

B Os hábitos e comportamentos sociais são alterados pelo uso da tecnologia causando um aquecimento global.

C O experimento prático deve ser feito na escola para facilitar o entendimento de um fenômeno físico.

D Os processos de produção de energia sempre ocasionam prejuízos ao meio ambiente.

E As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético, alguns tipos de impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas, aumento no nível dos rios.

F Os descobrimentos científicos resultam do uso do Método Científico, que é uma sequência lógica e infalível de investigação e que leva a resultados inquestionáveis.

G O desenvolvimento científico-tecnológico proporciona a melhoria da vida da população.

H Todos os recursos naturais do nosso planeta são renováveis.

I O desenvolvimento científico gera desenvolvimento tecnológico, este gerando o desenvolvimento econômico que determina, por sua vez, o desenvolvimento ou bem-estar social.

J Uma educação voltada para Ciências, tecnologia e sociedade pode gerar uma perspectiva para melhorar o bem estar social da população.

150

K O conhecimento científico visto na prática (estudado por meio de experimentos) nos ajuda a entender o funcionamento dos aparatos tecnológicos que utilizamos diariamente.

L A aprendizagem de conhecimentos científicos contribui para o exercício da Cidadania Mundial.

M A qualidade de vida vale mais que a quantidade de produção e de consumo, sem se preocupar com o meio ambiente.

N A produção de cana de açúcar pode contaminar as nascentes dos rios.

O A minha atividade diária, na cidade em que moro, contribui para os problemas ambientais globais.

P O sol é a nossa principal fonte de energia, sem ele não existiria vida no planeta..

Q O consumo de carne vermelha é um dos principais causadores da degradação ambiental no País.

Segunda Parte – Questões fechadas e abertas.

1) A escola pode facilitar a compreensão do conhecimento científico e tecnológico por meio da realização de: (faça um “X” em apenas 3 alternativas de sua preferência) ( ) Atividade experimentais. ( ) Leituras individuais. ( ) Pesquisas individuais. ( ) Pesquisas em grupos. ( ) Seminários e Debates. ( ) Feiras de Ciências. ( ) Estímulo à autonomia para aprender. ( ) Utilização de recursos computacionais (objetos de aprendizagem, simuladores etc). ( ) Visitas a espaços externos (museus, trabalho de campo, parque temáticos, etc). ( ) Filmes e documentários. ( ) Aulas expositivas. ( ) Outras atividades, tais como _________________________________________________. 2) A questão ambiental deve ser tratada preferencialmente (você poderá marcar uma ou mais alternativas se desejar) ( ) Pelas pessoas envolvidas nas atividades científicas e tecnológicas, uma vez que possuem conhecimentos específicos. ( ) Por todos os indivíduos em suas relações cotidianas, sociais e econômicas. ( ) Pelas autoridades políticas responsáveis por traçar as diretrizes governamentais e as políticas públicas. ( ) Pelos setores envolvidos nos processos econômicos, de produção e comercialização de produtos. ( ) Por todos os seguimentos e setores relacionados com as atividades humanas. 3) Avalie em que intensidade cada um dos fatores listados a seguir influenciam a sua saúde física, o seu bem-estar social e mental, considerando a qualidade dos ecossistemas em que você habita: Atribua nota de 1 a 5 em cada item, sendo que 5 corresponde a fator de grande influência e 1 a fator de pequena influência. ( ) Poluição ambiental (água, ar, solo). ( ) Poluição gerada pelas industrias. ( ) Poluição gerada pela população.

151

( ) Aquecimento global. ( ) Alimentos com agrotóxicos. ( ) Alimentos transgênicos. ( ) Falta de saneamento básico, rede de coleta de esgotos. ( ) Falta de água tratada para consumo. ( ) Atividades diárias que geram muito estresse no dia-a-dia. ( ) Falta de espaços para laser. ( ) Falta de tempo para realizar atividades de laser e prática de esportes. ( ) Falta de educação e de respeito nas pessoas. ( ) Baixa conscientização da população sobre educação e meio ambiente. ( ) Valorização dos patrimônios públicos. ( ) Oportunidade de emprego. 4) É possível produzir energia elétrica sem gerar danos ao meio ambiente? Justifique a sua resposta. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) Que aspectos do seu estilo de vida, valores pessoais e modo de consumo podem estar causando prejuízos ao meio ambiente? Atribua nota de 1 a 5 em cada item, sendo que 5 corresponde a acarretar maior prejuízo ao meio ambiente e 1 acarretar o menor prejuízo. ( ) Consumo excessivo de água. ( ) Consumo excessivo de energia elétrica. ( ) Consumo excessivo de combustíveis fósseis. ( ) Tendência ao consumismo inadequado de bens materiais. ( ) Hábitos inadequados no tratamento com o lixo, não separação seletiva do lixo. ( ) Uso de meio de transporte inadequado (carro). ( ) Não fazer caminhada para se locomover para locais próximos. ( ) Não utilizar transporte coletivo com frequência (ônibus, trem, metro). ( ) Consumo de carnes vários dias da semana. ( ) Falta de interesse nas questões politicas. ( ) Uso excessivo da internet (sites que comunicações) ( ) Uso de objetos não recicláveis. ( ) Preferencias por alimentos não orgânicos. ( ) Transferência de responsabilidade com questões ambientais. ( ) Não dando seu próprio exemplo .

152

Anexo B

Questionário para conhecimento dos desenvolvimentos das concepções CTS/CTSA dos alunos após intervenções; e para reflexões antes de futuras aplicações. Primeira Parte - Questões fechadas. Desejamos saber sua opinião, franca e sincera, a respeito de sua compreensão sobre alguns aspectos relacionados com a Ciência, tecnologia e Sociedade. Responda utilizando a escala numérica: 1-Concordo plenamente; 2-Concordo em parte; 3-Concordo um pouco ou tendo a concordar; 4-Discordo um pouco ou tenho a discordar; 5-Discordo em grande parte; 6-Discordo plenamente; 7-Não sei opinar. É importante observar que não existem respostas certas ou erradas, portanto faça um único “X” apenas na coluna que você achar que representa melhor sua opinião.

Concepções 1 2 3 4 5 6 7 A A sociedade pode e deve influenciar nos rumos do

Desenvolvimento científico e tecnológico.

B Os hábitos e comportamentos sociais são alterados pelo uso da tecnologia causando um aquecimento global.

C O experimento prático deve ser feito na escola para facilitar o entendimento de um fenômeno físico.

D Os processos de produção de energia sempre ocasionam prejuízos ao meio ambiente.

E As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético, alguns tipos de impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas, aumento no nível dos rios.

F Os descobrimentos científicos resultam do uso do Método Científico, que é uma sequência lógica e infalível de investigação e que leva a resultados inquestionáveis.

G O desenvolvimento científico-tecnológico proporciona a melhoria da vida da população.

H Todos os recursos naturais do nosso planeta são renováveis.

I O desenvolvimento científico gera desenvolvimento tecnológico, este gerando o desenvolvimento econômico que determina, por sua vez, o desenvolvimento ou bem-estar social.

J Uma educação voltada para Ciências, tecnologia e sociedade pode gerar uma perspectiva para melhorar o bem estar social da população.

K O conhecimento científico visto na prática (estudado por meio de experimentos) nos ajuda a entender o funcionamento dos aparatos tecnológicos que utilizamos diariamente.

153

L A aprendizagem de conhecimentos científicos contribui para o exercício da Cidadania Mundial.

M A qualidade de vida vale mais que a quantidade de produção e de consumo, sem se preocupar com o meio ambiente.

N A produção de cana de açúcar pode contaminar as nascentes dos rios.

O A minha atividade diária, na cidade em que moro, contribui para os problemas ambientais globais.

P O sol é a nossa principal fonte de energia, sem ele não existiria vida no planeta..

Q O consumo de carne vermelha é um dos principais causadores da degradação ambiental no País.

6) Analise a afirmação: As atividades desenvolvidas neste ano facilitaram a compreensão do conhecimento científico e tecnológico, e suas implicações na sociedade e no ambiente. ( ) Concordo plenamente; ( ) Concordo em grande parte; ( ) Concordo um pouco ou tendo a concordar; ( ) Discordo um pouco ou tendo a discordar; ( ) Discordo em grande parte; ( ) Discordo plenamente; ( ) Não sei opinar. 7) A escola procurou facilitar a compreensão do conhecimento científico e tecnológico, e suas implicações na sociedade e no ambiente, por meio da realização de: (atribua nota de 1 a 5 em cada item, sendo 5 o maior conceito ) ( ) Atividades experimentais. ( ) Pesquisas em grupos. ( ) Estímulo à autonomia para aprender. ( ) Aulas expositivas. ( ) Apresentação de Seminários. ( ) Utilização do Livro didático. 8) Quais relações você é capaz de perceber agora, entre a sua saúde física, o seu bem-estar espiritual/mental e a qualidade dos ecossistemas em que habita? (interpretação: o que influencia meu bem estar físico/espiritual/mental nos ecossistemas que habito?). ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

154

9) O que você sugere para aprimorar a metodologia utilizada, visando promover aprendizagem de conhecimentos de ciência, tecnologia e suas implicações na sociedade e no ambiente: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 10) Cite o principal aspecto negativo relacionado com a metodologia de ensino desenvolvida neste ano: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 11) A questão ambiental deve ser tratada preferencialmente (você poderá marcar uma ou mais alternativas se desejar) ( ) No âmbito Científico. ( ) No âmbito Social. ( ) No âmbito Político. ( ) No âmbito Econômico. ( ) Considerando todo o espectro de atividades humanas. 12) Que aspectos do seu estilo de vida, valores pessoais e modo de consumo podem estar causando prejuízos para as condições ambientais? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 13) É possível produzir energia elétrica sem gerar danos ao meio ambiente? Justifique a sua resposta. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

155

ANEXO C

Avaliação Diagnóstica PAAE – 2013 – 1ª prova

156

157

158

159

160

161

162

Avaliação Diagnóstica PAAE – 2013 – 2ª prova

163

164

165

166

167

168