Autores

Costa Junior, I.L. (UTFPR-MD) ; Zanella, I. (UFN)

Resumo

O Ensino de Ciências da Natureza deve propiciar a formação científica, alicerçada nas ciências de base e na transversalidade com os mais variados segmentos científicos como a biotecnologia, a nanociência e nanotecnologia. Assim, propõem-se a elaboração de uma Sequência de Didática (SD) contemplando o Tema Transversal Contemporâneo (CTC) Ciência e Tecnologia, mediante à exploração do Filtros solares como assunto de base. A linha metodológica escolhida para embasamento da proposta foi a dos Três Momentos Pedagógicos (3 MPs) que compreendem a Problematização Inicial, a Organização do Conhecimento e a Aplicação do Conhecimento. A SD foi composta por três unidades de ensino, totalizando 12 horas aulas organizadas com diferentes recursos, que possibilitam a discussões em Ciência e Tecnologia.

Palavras chaves

Contextualização; Interdisciplinaridade; Ciência e Tecnologia

Introdução

O Ensino de Ciências da Natureza na Educação Básica deve propiciar a formação científica, alicerçada nas ciências de base Química, Física, Biologia e na transversalidade com as demais disciplinas para alinhar-se às novas vertentes possibilitadas pela inserção das tecnologias na sala de aula e em sintonia com as revoluções e evoluções nos mais variados segmentos científicos proporcionadas por áreas emergentes como a biotecnologia, a nanociência e nanotecnologia. A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) traz a proposta o desenvolvimentos do ensino por competências e habilidades e organização do Currículo em Áreas do Conhecimento. Na área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias o trabalho com conhecimentos científicos específicos deve estar atrelado ao desenvolvimento das disciplinas de forma integrada, ou seja, a Química, Física e Biologia como apoio para a resolução de problemas e para a vida cotidiana. São propostas ainda temáticas norteadoras (Matéria e Energia, Vida e Evolução e Terra e Universo). Como proposta no Ensino Fundamental se destaca o compromisso “com o desenvolvimento do letramento científico, que envolve a capacidade de compreender e interpretar o mundo (natural, social e tecnológico), mas também de transformá-lo com base nos aportes teóricos e processuais das ciências” (BRASIL, 2017). Para a etapa Ensino Médio “[...] foram privilegiados conhecimentos conceituais considerando continuidade à proposta do Ensino Fundamental, sua relevância no ensino de Física, Química e Biologia [...]” e adequações necessárias à essa etapa (BRASIL, 2017). Diante disso, no Ensino de Ciências deve-se buscar consolidar e adaptar as novas tendências, principalmente no que se refere a incorporação do debate envolvendo ciência e tecnologia, tão presentes na vida moderna e também na visão articulada a que se propõem o ensino por competências e habilidades trazidos pela BNCC. Nesse contexto, é necessário reorganizar o fazer pedagógico em Ciência da Natureza de modo a torná-lo mais significativo e atrativo, considerando uma sociedade que está em constantes transformações, principalmente no que tange o desenvolvimento científico e tecnológico. Com a proposição da BNCC em 2017, os aspectos de Inter e transdisciplinaridade são alocados como eixos estruturais dos currículos e colocam-se como desafios às práticas pedagógicas no sentindo de atenderem demandas e exigências da contemporaneidade alinhadas com a formação de competências e habilidades nos sujeitos considerando elementos socioculturais, econômicos, científicos e tecnológicos. Com a obrigatoriedade na abordagem dos Temas Contemporâneos Transversais (TCTs) estes devem ser desenvolvidos no formato de projetos educacionais ao longo do período letivo, sendo sugeridas a intradisciplinaridade, interdisciplinaridade e transdisciplinaridade como tipologias de aplicabilidade (BRASIL, 2019a). A organização dos TCTs considera seis macrotemáticas que abrangem quinze assuntos contemporâneos (Figura 1). A utilização dos TCTs deve considerar encaminhamentos metodológicos balizados em quatro pilares: 1) Problematização da realidade e das situações de aprendizagem; 2) Integração das habilidade e competências curriculares à resolução de problemas; 3) Superação da concepção fragmentada do conhecimento para uma visão sistêmica e 4) Promoção de um processo educativo continuado e do conhecimento como uma construção coletiva (BRASIL, 2019a). Para a Macrotemática Ciência e Tecnologia o foco de estudo são os avanços científicos e tecnológicos na atualidade com implicações positivas e negativas para a sociedade. Para isso, o acesso ao conhecimento científico de maneira democratizada tem papel central na vida das pessoas, pois é por meio dele que se dá a compreensão científico-tecnológica das questões cotidianas e para a intervenção responsável nas decisões que afetam a coletividade. Diante disso, o Ensino de Ciências tem como desafio a formação dos estudantes em uma perspectiva de alfabetização científica (SANTOS, 2007). Partindo de tais pressupostos, propõem-se a elaboração de uma Sequência Didática contemplando o Tema Transversal Contemporâneo Ciência e Tecnologia mediante à exploração dos Filtros solares como assunto de base para uma abordagem interdisciplinar da nanociência e nanotecnologia na Educação Básica.

Material e métodos

As Sequências Didáticas são planejadas e desenvolvidas para a realização de determinados objetivos educacionais, com início e fim conhecidos tanto pelos professores, quanto pelos alunos (ZABALA, 1998). Para a estruturação da Sequência Didática como produto educacional foi estabelecida como temática base os filtros solares e a partir desta, a abordagem da nanociência e nanotecnologia como Tema Contemporâneo Transversal em Ciência e Tecnologia numa proposta interdisciplinar com Química. Física e Biologia na Educação básica. A linha metodológica escolhida para embasamento das atividades foi a proposta didática dos Três Momentos Pedagógicos (3 MPs) que compreendem a Problematização Inicial, a Organização do Conhecimento e a Aplicação do Conhecimento (DELIZOICOV, ANGOTTI e PERNAMBUCO, 2002). Os 3 MPs estão assim estruturados: Problematização Inicial: apresentam-se questões ou situações reais que os alunos conhecem e presenciam e que estão envolvidas nos temas. Nesse momento pedagógico, os alunos são desafiados a expor o que pensam sobre as situações, a fim de que o professor possa ir conhecendo o que eles pensam. Organização do Conhecimento: momento em que, sob a orientação do professor, os conhecimentos [...] [científicos] necessários para a compreensão dos temas e da problematização inicial são estudados. Aplicação do Conhecimento: momento que se destina a abordar sistematicamente o conhecimento incorporado pelo aluno, para analisar e interpretar tanto as situações iniciais que determinaram seu estudo quanto outras que, embora não estejam diretamente ligadas ao momento inicial, possam ser compreendidas pelo mesmo conhecimento (MUENCHEN e DELIZOICOV, 2014). Diante disso, a Sequência Didática foi organizada em três Unidades de Ensino contendo atividades baseadas em: a) Problematização e levantamento de conhecimentos prévios; b)Textos, imagens e infográficos; c)Vídeos; d) Modelos didáticos; e) Quizzes; f) Produção coletiva; g) Pesquisa; h) Experimentação.

Resultado e discussão

A Sequência Didática baseou-se na temática dos filtros solares como fio condutor para abordagem em Nanociência e Nanotecnologia e foi elaborado para ser trabalhada conforme os Temas Contemporâneos Transversais na área de Ciência e Tecnologia preconizada na BNCC. Trata-se de um tema do cotidiano, que faz parte da realidade dos alunos onde buscou-se apresentar a relação da referida temática com os conhecimentos químicos, físicos e biológicos envolvidos, por meio de uma SD composta por três unidades de ensino, totalizando 12 horas aulas organizadas com diferentes recursos, conforme indicado no Quadro 1. A Unidade 1 da Sequência Didática (Figura 2) compreendeu a abordagem inicial do tema filtros solares e exposição ao sol onde a principal intencionalidade foi a de instigar os estudantes a pensar, explorar e resgatar o que sabem sobre a luz, sua natureza e a composição da radiação eletromagnética. A problematização considerou a análise de uma tirinha sobre o hábito de tomar sol para bronzeamento. Na etapa de organização do conhecimento foram apresentados recortes de vídeos, leitura de imagens e infográficos abordando a natureza da luz e o espectro eletromagnético, além da retomada de conteúdos sobre a estrutura da pele e suas ação da proteção contra a radiação solar, com destaque para a bioquímica do bronzeamento. As atividades ainda compreenderam a exploração e o conhecimento de um artigo científico que tratou do efeito da radiação sobre o organismo. A etapa de construção do conhecimento foi organizada com atividades destinadas a expressão de argumentos e ideias mediante a produção escrita sobre o papel da ciência e Tecnologia e dos conhecimentos em física, química e biologia na compreensão dos processos estudados. Além disso, explorou-se a construção e um modelo didático das camadas da pele e a utilização que quizzes sobre esse assunto e sobre a radiação eletromagnética. Na Unidade 02 (Figura 3) foi abordado o tema Nanociência e Nanotecnologia de modo que na problematização os estudantes refletissem sobre a dimensão nano e sua presença no cotidiano por meio de uma tinha em quadrinhos. Para a organização do conhecimento os conceitos e perspectivas da nanociência e nanotecnologia foram explorados por meio de um vídeo, bem como as relações entre as escalas macro, micro e nanométrica. Foi proposto o resgate do conteúdo grandezas e medidas com ênfase no comprimento, nos prefixos de multiplicidade e na conversão de unidades. O aprofundamento ocorreu por meio de um artigo científico e de textos complementares tratando de aspectos como mudanças de propriedades nos nanomateriais decorrentes do aumento da áreas superficial e do confinamento quântico. O tema filtros solares foi retomado e conectado à nanotecnologia mediante a exploração de imagens e a presença de nanomateriais nos filtros comerciais. Para a etapa de construção do conhecimento organizaram-se atividades de produção escrita para a reflexão e argumentação sobre a nanotecnologia como promotora da qualidade de vida. Como atividade prática foi proposto uma abordagem baseada em transposição didática utilizando kit material dourado como forma concreta de percepção do aumento da áreas superficial e o uso de um simulador para discussão do efeito óptico em nanopartículas de ouro decorrentes do tamanho das mesmas. Como finalização foram propostos quizzes sobre nanotecnologia e unidades de medida e uma sugestão de pesquisa preparatória da unidade seguinte sobre tipos de nanomateriais e filtros solares. A Unidade 3 (Figura 4) procurou-se de fato entrelaçar o tema filtros solares com Nanociência e Nanotecnologia. A problematização foi introduzida pela técnica de brainstoming sobre uma imagem contendo diferentes tons de pele e o efeito visual de aplicação de um filtro solar com nanomateriais de diferentes dimensões nanométricas. A organização do conhecimentos envolveu vídeos e recortes de textos a fim de subsidiar a definição de nanomaterial e os tipos de estruturas. Foram explorados os nanocompostos de carbono e posteriormente as nanopartículas orgânicas e inorgânicas. Os filtros solares foram estudados por meio de um artigo científico onde foram resgatados os tipos de radiação solar e conhecidos os tipos de substâncias que estão presentes na composição dos protetores solares comerciais. Foi dada ênfase nas partículas inorgânicas à base de óxidos de titânio e zinco, com exploração de suas propriedades e conceitos químicos associados. Para ilustração da atenuação UV e sua relação com o tamanho das nanopartículas presentes nos filtros foram usadas imagens e um gráficos relacionando-a com alguns diâmetros nanométricos. Seguindo esta abordagem ilustrativa, foram usadas imagens para representar o efeito da radiação UV sobre a estrutura celular e estudadas as implicações da mesma sobre a incidência de câncer de pele, bem como as tipologias mais comuns e seu diagnóstico. Ainda como abordagem integrada, propôs-se uma leitura de uma notícia e um vídeo contemplando os avanços em Nanociência e Nanotecnologia aplicados ao tratamento do câncer de pele. Para o momento de construção do conhecimento, a produção escrita em forma de proposta de redação buscou estimular os estudantes a refletirem sobre a prevenção e tratamento do câncer de pele e as implicações nanotecnológicas atuais e futuras. Como atividades práticas foram propostas a construção de um modelo didático da fita de DNA abrangendo as tipologias de mutação que ocorrem pela exposição à radiação UV e uma transposição didática para observação dos efeitos de fotoproteção de diferentes amostras de filtros comerciais e do óxido de titânio mediante a atenuação da emissão fluorescente de um pigmento em câmara equipada com luz negra. O fechamento da unidade trouxe como sugestão a pesquisa de dados da ocorrência de câncer de pele no Brasil e iniciativas em desenvolvimento baseadas em Ciência e Tecnologia mediadas por nanociências e nanotecnologias para a melhoria no tratamento dessa doença e fotoproteção. Segundo Bedin e Pino (2019) [...] a metodologia SD permite que o professor sonde o conhecimento prévio do aluno sobre uma temática maior a qual, por meio de suas competências e habilidades, é relacionada aos conteúdos científicos, dando-se ênfase na capacidade de este reconstruir seus saberes de forma ativa e reflexiva. Além disto, pode-se perceber que com a SD o professor é capaz de apresentar o conteúdo científico por meio de diferentes módulos, possibilitando o detalhamento completo deste em diferentes aportes didáticos, tais como jogos, experimentos e atividades lúdicas, promovendo no aluno a construção compartilhada e dialógica do conhecimento. Nessa linha, as Sequências Didáticas permitem um novo olhar sobre a organização curricular possibilitando reflexões e investigações a partir de temas cotidianos por meio de problematizações que levam em conta o conhecimento prévio dos estudantes e sua conexão com o conhecimento científico proposto em sala de aula (SANTOS JUNIOR, 2020).

Conclusões

Diante da análise do material elaborado pode-se considerar que a Sequência Didática proposta tem grandes potencialidades como material de apoio à exploração dos tema filtros solares como tema de base para a abordagem da nanociência e nanotecnologia na educação básica. As unidades de ensino compreendendo recursos visuais baseados em imagens, infográficos e vídeos tem a intencionalidade de facilitar a compreensão de conceitos abstratos ou em uma escala dimensional reduzida . Além disso, cada uma das unidades de ensino traz a incorporação de ao menos um texto científico do gênero artigo publicado em periódico com o intuito de estimular os estudantes a conhecerem e buscarem fontes confiáveis de informações, em uma era em que “Fake News” permeiam também a sala de aula. Outro aspecto igualmente presente é a insistência do uso e exercício da escrita, mediante a propostas de redação inseridas nas atividades de construção do conhecimento como forma de expressão do posicionamento crítico-argumentativo sobre os conhecimentos explorados. Assim, espera-se que esta Sequência Didática subsidie discussões em Ciência e Tecnologia e que promova a apropriação de conhecimentos sobre Nanociência e Nanotecnologia num viés multidisciplinar (Química, Física, Biologia, Língua Portuguesa, etc.) a partir do tema filtros solares.

Agradecimentos

Referências

BRASIL. Ministério da Educação. TEMAS CONTEMPORÂNEOS TRANSVERSAIS NA BNCC: Contexto Histórico e Pressupostos Pedagógicos. 2019b. Disponível em:<http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/implementacao/contextualizacao_temas_contemporaneos.pdf> Acesso em: 19/10/2021.

DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A; PERNAMBUCO, M. M. C. A. Ensino de ciências: fundamentos e métodos. 3. ed. São Paulo, SP: Cortez, 2002.


LIMA, J. M. M.; AYUB, C. L. S. C.; MORALES, A. G.; LORENCINI JUNIOR, A. Aproximação entre a teoria histórico-crítica e a Aprendizagem Significativa: uma prática pedagógica para o Ensino de Biologia. Aprendizagem Significativa em Revista. v. 2, n. 2, p. 54-64, 2012.

MUENCHEN, C; DELIZOICOV, D. Os três momentos pedagógicos e o contexto de produção do livro “Física”. Ciência & Educação, v. 20, n. 3, 617-638, 2014,

SANTOS, W. L. P. dos. Educação científica na perspectiva de letramento como prática social: funções, princípios e desafios. Revista Brasileira de Educação, v. 12, n. 36, 2007.

SANTOS JÚNIOR, A. C. dos. Sequência Didática como uma nova estratégia de ensino nas aulas de ciências do Fundamental II. REnCiMa Revista de Ensino de Ciências e Matemática. v. 11, n. 6, p. 698-715, 2020.

ZABALA, A. A Prática Educativa: como ensinar. Porto Alegre: Editora Artemed, 1998.