Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: Partículas Elementares no Ensino Médio: Uma Análise de Livros Didáticos e Paradidáticos em Física e Química.
AUTORES: Silva, L. (IFF) ; Gomes, W. (IFF)
RESUMO: A Estrutura da Matéria tem sido considerada um importante tópico no processo ensino-aprendizagem de Ciências Naturais. Partículas Elementares é uma área da Ciência que se desenvolveu no último século e suas pesquisas têm tido significativas contribuições com a tecnologia moderna, sendo, portanto, um importante tópico para abordar em sala de aula. Neste trabalho foram analisados livros didáticos de Física e Química com base em livros paradidáticos para avaliar como são abordados assuntos relacionados à Estrutura da Matéria em seu aspecto elementar. Foi verificado que a Estrutura Elementar da Matéria é tratada de maneira superficial pelos livros de Química e Física. Além disso, os livros de Química enfatizam apenas partículas elétrons, prótons e nêutrons, sendo o dois últimos não elementares
PALAVRAS CHAVES: Partículas Elementares; Física; Química
INTRODUÇÃO: Segundo Balthazar e Oliveira (2010), o ensino de Ciências do Ensino Médio deve passar por temas atuais que despertem o interesse dos alunos. A biologia, por exemplo, discute clonagem, um assunto do final do século XX. Porém, a física abordada em sala de aula limita o aluno a um conhecimento que raramente ultrapassa a metade do século XIX e quando ultrapassa não atua de forma conjunta com a química em tópicos como Estrutura Elementar da Matéria .
O conteúdo de “Partículas Elementares” pode ser trabalhado desde os atomistas da Grécia Antiga até o Bóson de Higgs que em 2012 teve sua detecção no colisor de partículas Large Hadron Collider (LHC), localizado na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), na fronteira Franco-Suiça.
De acordo com Balthazar e Oliveira (2010), o tópico Estrutura Elementar da Matéria permite aos alunos uma visão mais ampla do mundo subatômico e do universo, seu ensino pode ser realizado com uma linguagem acessível ao Ensino Médio e sem exigir profundos conhecimentos matemáticos. Além disso, é um tema atual, que está relacionado com as novas tecnologias e que pode ser tratado a partir de um enfoque histórico e filosófico, o que facilita o entendimento da Ciência como uma construção da sociedade que tem influências diretas sobre nossas vidas.
Para este trabalho foram analisados artigos e livros paradidáticos que tratam as partículas elementares, suas interações e aspectos relevantes para a sua compreensão como spin, números quânticos e orbitais.
Algumas características foram escolhidas nos livros paradidáticos e posteriormente buscadas em livros didáticos de Física e Química do Ensino Médio a fim de saber como estes livros abordam o tema “Partículas Elementares” e se o abordam.
MATERIAL E MÉTODOS: Esta pesquisa buscou entender o tema “Estrutura Elementar da Matéria” quanto a sua abordagem em livros didáticos de química e física do Ensino Médio. A análise dos livros foi feita identificando características presentes em livros paradidáticos e verificando suas inserções nos livros didáticos analisados. Os livros didáticos foram selecionados de acordo com suas disponibilidades na biblioteca do Instituto Federal Fluminense (IFF).
Para identificação das características presentes no tema “Estrutura Elementar da Matéria” a serem analisadas, foi realizada uma pesquisa bibliográfica de artigos e livros paradidáticos que abordam o tema “Partículas Elementares” com uma linguagem acessível tanto para o público leigo quanto iniciado. Os artigos estudados envolviam a física de partículas com linguagem voltada para o EM, como Ostermann (1999, 2001), Moreira (1989, 2004, 2009) e Abdalla (2005).
Do conjunto de livros paradidáticos, Abdalla (2006); Balthazar e Oliveira (2010); Pires (2008); e Gilmore (1998), foram identificadas algumas características, referentes às partículas elementares, que então foram utilizadas para fundamentar a análise dos livros didáticos de física e química do EM. Essas características podem ser encontradas nos resultados deste trabalho.
Com relação aos livros didáticos foram selecionados quatro livros de química: Feltre (1996), Sardella (2001), Fonseca (2004), Usberco e Salvador (2007). E quatro livros de física: Sampaio e Calçada (Física, 2005), Sampaio e Calçada (Universo da Física, 2005), Biscuola (2007), Gaspar (2005). Para esses livros foram analisados e identificados apenas os capítulos que abordavam tópicos que envolvem o tema “Estrutura da Matéria”.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Nos livros paradidáticos estudados algumas características, referentes ao conteúdo “Estrutura Elementar da Matéria”, foram identificadas e então escolhidas para fundamentar a análise dos livros didáticos de física e química do EM.
Essas características foram: Apresenta as partículas elementares; classifica férmions e bósons; apresenta o fóton; fala antipartículas; fala sobre Modelo Padrão; fala sobre bóson de Higgs; aborda as 4 forças fundamentais da natureza; aborda o princípio de exclusão Pauli; aborda o princípio da incerteza de Heisenberg; apresenta números quânticos; trata conceitos como níveis, subníveis de energia e orbital; fala de modelos atômicos, inclusive o de Bohr; apresenta prótons, elétrons e nêutrons.
Na análise dos livros didáticos foi verificado que a Estrutura Elementar da Matéria é tratada com pouca ênfase. Os livros de química enfatizaram apenas as partículas elétrons, prótons e nêutrons, sendo estes dois últimos não elementares. E muitos conceitos quânticos importantes não foram abordados, ou foram apresentados de forma equivocada.
Os livros de física apresentaram maior preocupação com o tema, porém não foram todos dentre os analisados que apresentaram as partículas de forma significativa. Os que trabalharam o tema o expuseram apenas nos últimos capítulos do livro do EM e dificilmente o professor consegue alcançar o conteúdo.
Constatou-se que o livro de química que mais aprofundou a constituição fundamental da matéria foi Feltre (1996), porém este não citou as partículas elementares.
E dos livros de física escolhidos dois trataram o tema partículas elementares, Sampaio e Calçada (Física, 2005) e Gaspar (2005), porém o que mais aprofundou no tema “Partículas Elementares” foi o Sampaio & Calçada (Física, 2005).
CONCLUSÕES: Em relação à abordagem do tema “Estrutura da Matéria” foi verificada entre os livros didáticos analisados maior envolvimento da disciplina Química, porém, apenas os livros de Física apresentaram maior preocupação com o tópico “Partículas Elementares”. Ainda assim, entre os livros de Física analisados, não foram todos que abordaram o tema. Além disso, foi verificado que é possível ensinar “Partículas Elementares” com uma linguagem descontraída e adaptada aos alunos do EM devido à existência de recursos na forma de artigos e livros paradidáticos com essa finalidade.
AGRADECIMENTOS: Agradeço ao meu tutor Wander Gomes Ney por todas as orientações e indicações de artigos e livros para esta pesquísa, além da dedicação empregada.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ABDALLA, Maria Cristina Batoni. O Discreto Charme das Partículas Elementares. São Paulo: Editora Unesp, 2006.
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