Física na Escola na Europa

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32 Física na Escola, v. 10, n. 2, 2009 Introdução O High School Teachers Program (HST) oferecido pelo CERN, laboratório de física de altas ener- gias localizado na fronteira da Suíça com a França, acolhe todo ano por um período de um mês professores de diferentes na- ções, principalmente da Europa e Amé- rica do Norte, para um programa de for- mação continuada no interior de suas instalações. No ano de 2007 um brasileiro participou do programa, e neste artigo compartilha da experiência, apresentando um relato com a intenção de destacar e reforçar a importância da formação con- tinuada de professores e ilustrar a ênfase que a comunidade de cientistas e educa- dores internacionais dão a esta formação. A necessidade de manter os profes- sores de ensino médio atualizados em con- teúdos da ciência, e aptos à produção de material educacional que destaque e refor- ce em seus alunos o gosto pela ciência e a importância e o prazer das descobertas, especialmente aquelas voltadas às pesqui- sas contemporâneas (mais ligadas à física moderna) é uma grande preocupação da comunidade científica internacional, que vê cada vez mais diminuir o interesse dos jovens pelas áreas das ciências da natureza. O HST é realizado já há 11 anos. O pro- grama do ano de 2007 ocorreu durante o mês de julho, período de férias de verão na Europa. O grupo de participantes era for- mado por professores de ensino médio da França, Polônia, Hungria, Bélgica, Ale- manha, Holanda, Itália, México, Estados Unidos da América, Grécia, Portugal, Es- panha, Romênia, Escócia, África do Sul, Noruega, Eslováquia, Cingapura e Brasil. Eduardo Gama Colégio Pedro II, Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail: [email protected] Marta F. Barroso Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail: [email protected] Um brasileiro teve a oportunidade de conviver durante um mês com professores de física do ensino médio de vários países do mundo 1 (Europa, África, Ásia e América) em um programa desenvolvido pelo CERN (Organiza- tion Européenne pour la Recherche Nucléaire) para professores de ensino médio. E neste artigo relata essa experiência. Os objetivos explícitos do programa são: • fornecer aos professores partici- pantes atualização e aprofunda- mento em temas da física contem- porânea; • apresentar aos participantes experi- mentos e pesquisas desenvolvidos no CERN; • permitir o contato entre pesquisa- dores e professores de ensino médio; • promover a interação entre os pro- fessores de ensino médio e estudan- tes de pós-graduação de todas as partes do mundo; • estimular o desenvolvimento de ma- teriais didáticos ligados à física contemporânea para uso com alu- nos do ensino médio; • integrar professores de diferentes línguas e culturas a fim de permitir a troca de experiências culturais e profissionais. Professores no CERN É curioso perceber como um centro internacional de pesquisa pensa e atua na formação continuada de professores. Há um investimento focalizado na formação disciplinar, ou no que se costu- ma denominar conhe- cimento de conteúdo específico, dos profes- sores de física. Eles participam de cursos, oficinas e visitas que apresentam aspectos e discussões atuais da física de partículas elementares. A observação do traba- lho desenvolvido no programa permite um conjunto de refle- xões. A primeira delas refere-se à diferen- ciação entre formação continuada e a qualificação profissional dos professores. Física na Escola na Europa A necessidade de manter os professores de ensino médio atualizados em conteúdos da ciência, e aptos à produção de material educacional que destaque e reforce em seus alunos o gosto e o prazer das descobertas é uma grande preocupação da comunidade científica internacional

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32 Física na Escola, v. 10, n. 2, 2009

Introdução

OHigh School Teachers Program(HST) oferecido pelo CERN,laboratório de física de altas ener-

gias localizado na fronteira da Suíça coma França, acolhe todo ano por um períodode um mês professores de diferentes na-ções, principalmente da Europa e Amé-rica do Norte, para um programa de for-mação continuada no interior de suasinstalações. No ano de 2007 um brasileiroparticipou do programa, e neste artigocompartilha da experiência, apresentandoum relato com a intenção de destacar ereforçar a importância da formação con-tinuada de professores e ilustrar a ênfaseque a comunidade de cientistas e educa-dores internacionais dão a esta formação.

A necessidade de manter os profes-sores de ensino médio atualizados em con-teúdos da ciência, e aptos à produção dematerial educacional que destaque e refor-ce em seus alunos o gosto pela ciência e aimportância e o prazer das descobertas,especialmente aquelas voltadas às pesqui-sas contemporâneas (mais ligadas à físicamoderna) é uma grande preocupação dacomunidade científica internacional, quevê cada vez mais diminuir o interesse dosjovens pelas áreas dasciências da natureza.

O HST é realizadojá há 11 anos. O pro-grama do ano de 2007ocorreu durante omês de julho, períodode férias de verão naEuropa. O grupo departicipantes era for-mado por professoresde ensino médio daFrança, Polônia, Hungria, Bélgica, Ale-manha, Holanda, Itália, México, EstadosUnidos da América, Grécia, Portugal, Es-panha, Romênia, Escócia, África do Sul,Noruega, Eslováquia, Cingapura e Brasil.

Eduardo GamaColégio Pedro II, Rio de Janeiro, RJ,BrasilE-mail: [email protected]

Marta F. BarrosoInstituto de Física, UniversidadeFederal do Rio de Janeiro, Rio deJaneiro, RJ, BrasilE-mail: [email protected]

Um brasileiro teve a oportunidade de conviverdurante um mês com professores de física doensino médio de vários países do mundo1

(Europa, África, Ásia e América) em umprograma desenvolvido pelo CERN (Organiza-tion Européenne pour la Recherche Nucléaire)para professores de ensino médio. E neste artigorelata essa experiência.

Os objetivos explícitos do programasão:

• fornecer aos professores partici-pantes atualização e aprofunda-mento em temas da física contem-porânea;

• apresentar aos participantes experi-mentos e pesquisas desenvolvidosno CERN;

• permitir o contato entre pesquisa-dores e professores de ensino médio;

• promover a interação entre os pro-fessores de ensino médio e estudan-tes de pós-graduação de todas aspartes do mundo;

• estimular o desenvolvimento de ma-teriais didáticos ligados à físicacontemporânea para uso com alu-nos do ensino médio;

• integrar professores de diferenteslínguas e culturas a fim de permitira troca de experiências culturais eprofissionais.

Professores no CERN

É curioso perceber como um centrointernacional de pesquisa pensa e atua naformação continuada de professores.

Há um investimento focalizado naformação disciplinar, ou no que se costu-

ma denominar conhe-cimento de conteúdoespecífico, dos profes-sores de física. Elesparticipam de cursos,oficinas e visitas queapresentam aspectos ediscussões atuais dafísica de partículaselementares. Aobservação do traba-lho desenvolvido no

programa permite um conjunto de refle-xões.

A primeira delas refere-se à diferen-ciação entre formação continuada e aqualificação profissional dos professores.

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A necessidade de manter osprofessores de ensino médioatualizados em conteúdos da

ciência, e aptos à produção dematerial educacional que

destaque e reforce em seusalunos o gosto e o prazer das

descobertas é uma grandepreocupação da comunidade

científica internacional

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A formação continuada é algo que umprofessor (ou qualquer profissional) rea-liza, de forma permanente, ao longo desua vida, como parte de seu processo deconstituição e realização como um profis-sional que pretende se manter atualizadoe ativo. Isso é diferente das atividades for-mais de qualificação, como a realizaçãode cursos de pós-graduação lato ou strictosensu (especialização, mestrado e douto-rado), que tem como objetivo capacitar oprofessor em determinada área (por exem-plo, no caso de doutorado, formá-lo comoalguém capaz de produzir conhecimentode forma independente). O CERN portantopensa em atualizar constantemente osprofessores, levando a eles os mais recen-tes desenvolvimentos na sua área de atua-ção e divulgando as atividades de pesquisaem andamento. O programa é uma ativi-dade de formação continuada.

A segunda reflexão refere-se à relaçãoentre o programa desenvolvido e a forma-ção de professores de física. Muito se vempensando e escrevendo sobre o conhe-cimento, ou os saberes, que um professordeve possuir em sua atividade profissional[1, 2]. O que distingue um professor deum especialista, ou melhor, o que distingueum professor de física de um físico profis-sional, é um tipo de conhecimento deno-minado por Schulman [3] de “conhecimen-to de conteúdo pedagógico”, o conhecimen-to que faz com que ele auxilie seus alunosa aprender. Segundo Schulman, o saber doprofessor é influenciado por seu conheci-mento do conteúdo de ciência (física) pro-priamente dito, o seu saber disciplinar, peloseu conhecimento pedagógico (seus objetivoseducacionais, seus princípios instrucionais,sua maneira de gerenciar a atividade de salade aula e seus conhecimentos sobre estu-dantes e sua aprendizagem), e pelo conheci-mento do contexto onde atua (os estudantes,a escola, a comunidade, o município e oestado).

E, curiosamente, há uma dúvida sobrese os professores que conhecem maisciências (que têm maior domínio do cam-po disciplinar) são melhores professores deciências. Mas “[alguns trabalhos] indicamuma relação positiva entre formação emciência e o uso de demonstrações, deexperimentos conduzidos pelos alunos, deregistro e comunicação de resultados entrealunos, e da realização de projetos indivi-duais e de grupo. Além disso, o uso de li-vros-texto ‘diminui constantemente como aumento do estudo formal em ciência’.”[1, p. 1118].

Também, “quando atividades são indi-cadas no livro-texto, professores com pou-co conhecimento as seguem fielmente. Pro-fessores com conhecimento fazem muitas

modificações. (...) Quando atividades nãosão sugeridas, apenas professores comconhecimento podem gerar atividades porsi próprios” [3], citado na Ref. [1, p. 1119].

O tipo de capacitação promovida peloprograma traz, como consequência diretapara os professores envolvidos, uma maiorcompreensão sobre os conceitos de físicamoderna e contemporânea. Com isso, háum maior domínio do conteúdo específico,possibilitando que os professores propo-nham, através da reelaboração pedagógicado conteúdo disciplinar, atividades e se-quências didáticas para o ensino destesconteúdos no ensino médio. Essas propos-tas de atividades e sequências didáticas sãoenriquecidas pela colaboração entre profes-sores de diversos países e culturas, já quesão feitas em grupo no programa.

O programa então se preocupa poucocom o aprofundamen-to de conhecimentosde caráter pedagógico,e se interessa muitoem discutir com osprofessores os conteú-dos de ciência ligadosaos estudos e pesqui-sas desenvolvidos noCERN. Num contexto em que a falta deinteresse pela ciência tem-se tornado cadavez mais acentuada por parte dos estudan-tes de ensino médio dos países europeus, aprodução de materiais didático-pedagógi-cos que permitam aos docentes e às insti-tuições promoverem este interesse acaba setornando um objetivo indissociável daapresentação dos conteúdos e temaspropostos no programa.

As atividades do programa

O programa para professores noCERN tem quatro tipos de atividades: cur-sos, visitas aos laboratórios, oficinas detrabalho e atividades sócio-culturais.

No programa de 2007, foram ofere-

cidos os cursos “Introdução a Câmaras deBolhas”, “Introdução à Cosmologia”,“Introdução à Física de Partículas”,“Introdução a Aceleradores de Partículas”,“Introdução à Física de Astropartículas”,“Detecção de Partículas”, “Aplicações Mé-dicas da Física de Partículas” e ”Antima-téria em Laboratório”.

Os professores desses cursos - umacaracterística do programa - são os pes-quisadores que desenvolvem as pesquisasno CERN. Por exemplo, o curso sobre cos-mologia teve como professor John Ellis,uma das figuras mais conhecidas da físicade partículas.

Durante o programa, também, foramfeitas visitas às instalações dos experimen-tos em realização no CERN. Nestas visitas,os pesquisadores responsáveis pela imple-mentação ou monitoração dos experimen-

tos em andamento ouem construção apre-sentavam suas con-cepções e expectativas.Na Fig. 2, mostramosalgumas das fotos dogrupo em visitas aosexperimentos.

Para discutir ma-neiras de ensinar física moderna atravésda montagem de experimentos ou de-monstrações, foram oferecidos os cursos“Experimentos de Física Moderna para oEnsino Médio” e “Construção de uma Câ-mara de Nuvens”. Os professores partici-pantes constituiram grupos de trabalhodesde o primeiro dia do programa, e essesgrupos tinham como objetivo a produçãode materiais educacionais para o ensinomédio. Esses materiais estão disponíveisna página do programa, em http://teachers.web.cern.ch/teachers/hst/2007/work.htm, para o ano 2007, e em http://teachers.web.cern.ch/teachers/. NaFig. 3, apresentamos imagens do grupode professores numa aula e em um grupo

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Figura 1 - John Ellis e o curso de Introdução à Cosmologia. Ele é um físico teórico inglêsque trabalha no CERN há muitos anos. Ganhou vários prêmios importantes da física,pelos trabalhos que desenvolveu - em particular, em relação aos aspectos fenomenológicosda física de partículas e à interface entre física de partículas e a cosmologia.

O CERN pensa em atualizarconstantemente os professores,levando a eles os mais recentesdesenvolvimentos na sua área

de atuação e divulgando asatividades de pesquisa em

andamento

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de trabalho.Todo o programa estava ligado aos

trabalhos realizados no CERN - isto é, aconceitos e desenvolvimentos da físicaatual, pouco ou nada explorados no ensi-no médio, ou a aspectos técnicos relacio-nados ao desenvolvimento e montagemde alguns equipamentos do centro de pes-quisa, alguns únicos no planeta.

E a física desenvolvida no CERNtem espaço no ensino médio?

As idéias desenvolvidas em física noséculo XX ainda estão pouco presentes noensino médio. Alguns autores de livrosdidáticos começam a revelar uma preo-cupação em apresentar, alguns de formamais descritiva e outros de forma maisqualitativa, conceitos relacionados direta-mente à física contemporânea, quase sem-pre nos capítulos finais destes livros ou

como apêndices para leitura suplementar.Os conteúdos programáticos adota-

dos pelas escolas, apesar da liberdade ofe-recida pela LDB na construção dos projetospolítico-pedagógicos, também estão ma-joritariamente centrados na física clássica.Talvez isso se dê porque boa parte dos pro-gramas dos concursos de acesso às univer-sidades públicas se limitam a conteúdosda física clássica.

É compreensível a dificuldade dos pro-fessores em conciliar nos três anos do ensi-no médio dois interesses de grande impor-tância: o de formar alunos capazes decompreender, ainda que de forma básica,as tecnologias que o cercam, frutos emsua maioria das pesquisas e da Físicadesenvolvida no último século (por issochamada de Física moderna contempo-rânea), e o de formar bons candidatos paraos concursos vestibulares. Assim, embora

os livros didáticos apresentem materialtextual e até propostas de experimentosinteressantes ligados aos conteúdos defísica contemporânea, estes acabam fican-do literalmente para o “final” do curso ouentão são absolutamente deixados de lado.

No entanto, a introdução dos concei-tos e idéias desenvolvidos nos anos maisrecentes pela física nos programas doensino médio pode ser capaz de despertaro interesse dos alunos, ao permitir o con-tato com idéias revolucionárias quemudaram a ciência no século XX. Ensinarfísica moderna e contemporânea no ensi-no médio já foi defendido de inúmeras for-mas, desde o discurso proferido por EricRogers em 1969 [4]. Para que isso sejapossível, os professores devem dominaresses conceitos e desenvolver materiaisdidáticos apropriados para esse processo.As atividades desenvolvidas no programado CERN são extremamente proveitosaspara os professores, pois são realizadasnum diálogo entre a comunidade científicae os professores, onde há uma percepçãomútua da importância desses dois grupose do diálogo entre eles.

A física desenvolvida no CERN temsim espaço no ensino médio, a partir dessediálogo. Na Fig. 4, mostramos um trechode um hipertexto produzido para uso comestudantes do ensino médio.

A importância das atividades deintegração sócio-cultural

Além das atividades acadêmicas (par-ticipação nos cursos e seminários, visitastécnicas às instalações do CERN e diversosexperimentos e preparação de materialeducacional em grupos de trabalho), umaparte importante do programa era a trocade experiências sócio-culturais que ocor-riam principalmente nas atividades exter-nas.

Como exemplo, há uma espécie degincana, tradicional do programa, ondeos professores são separados em grupos edevem cumprir um roteiro através da ci-dade de Genebra, conhecendo sua históriae sua cultura.

Ao longo do curso comemoramos di-versos aniversários segundo os costumesdos aniversariantes, participamos de ummini-curso de experimentação dos maisdiversos tipos de cerveja belga (promovidopelo único professor belga participante doprograma) e festejamos a diversidadegastronômica dos diversos países, numanoite de integração gastronômico-musi-cal-cultural. A contribuição brasileira foiensinar a fazer caipirinha com uma cacha-ça típica levada do Brasil, adequadamentepreparada com a utilização de um pilão...

Após o encerramento do curso com

Figura 2 - Visitas ao experimentos CMS - Compact Muon Solenoid Experiment e PS/AD- Proton Synchroton Accelerator e Antiproton Decelerator.

Figura 3 - Professores participantes do programa em grupo de trabalho e em sala deaula.

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um piquenique no Monte Jura, uma ca-deia de montanhas pré-histórica na Françae com um belo visual da cidade de Gene-bra, a despedida do programa foi umchurrasco promovido pelo Prof. Rolf,coordenador do programa HST e incenti-vador do mesmo desde seu início.

As experiências trocadas, o conheci-mento acerca das realidades educacionaisem cada continente e país dos participan-tes e as diversidades das práticas de sala deaula relatadas produzem uma informaçãopreciosa que não pode ser encontrada ape-nas nos relatórios estatístico-descritivosproduzidos por cada sistema de educação.Este conjunto de informações e experiênciastrocadas contribuem de forma positiva nareelaboração de algumas práticas pessoais,enriquecendo-as e permitindo que produ-zam melhores resultados.

Conclusão

O convívio com professores de ensinomédio de outros países (especialmente daEuropa e Estados Unidos) possibilitou oconhecimento das mais diversas experiên-cias e a constatação de diferenças nas rea-lidades educacionais, tanto nas formas deensinar como em relação ao que se ensinano nível médio. Apesar das diferenças, épossível identificar um núcleo comumnestas diversas experiências.

Referências

[1] S.K. Abell, in S.K. Abell and N.G. Le-derman (eds) Handbook of Research onScience Education (Lawrence ErlbaumAssociates, New Jersey, 2007).

[2] M. Tardif, Saberes Docentes & FormaçãoProfissional (Editora Vozes, Petrópolis,2002).

[3] L.S. Shulman, Educational Researcher1515151515(2), 4 (1986).

[4] A. Medeiros, Física na Escola 88888(1), 40,(2007).

Física na Escola na Europa

Uma das diferenças ex-plícitas é que a física mo-derna está mais inserida nocotidiano das salas de aulados professores europeus eamericanos do que no Bra-sil. Em muitos países, os ele-mentos de física modernasão discutidos de forma re-gular e os estudantes de-monstram interesse nosconteúdos e em suas impli-cações, o que dificilmenteocorre no Brasil.

A dificuldade financei-ra para a aquisição de equi-pamentos de laboratóriopara experimentos de físicamoderna parece ser a mes-

ma para todos. Estes experimentos não sãobaratos em nenhum lugar e os professoresrelataram dificuldades em conseguirverbas. Mesmo os montados no laboratóriomodelo para professores de ensino médiono CERN têm custo elevado.

O convívio no ambiente do CERN per-mitiu uma interação quase natural entrepesquisa e ensino. Os professores palestran-tes, os que guiavam o grupo de professoresdo programa para as visitas às instalações,e todos que trabalham nos diversosequipamentos espalhados ao longo dasenormes instalações e que os apresentavamaos professores não pertenciam a algumtipo de grupo específico de pesquisadoresdo CERN escolhidos para falar aos profes-sores do ensino médio. Todos conseguiamutilizar uma linguagem clara, por mais ela-borados ou sofisticados que fossem os equi-pamentos ou a física por trás de seu fun-cionamento, seus princípios básicos e suaimportância no contexto das pesquisas alirealizadas. O tratamento dado aos profes-sores participantes do programa era menoso de cursistas e mais o de divulgadores daspesquisas ali realizadas. O objetivo não eraapenas investir na formação dos professo-res participantes, mas especialmente napossibilidade de divulgação da pesquisa deponta em sala de aula e na tentativa deconectar as pesquisas ali realizadas aos

interesses dos estudantes de ensino médio.Numa das apresentações foram reveladasestatísticas levantadas junto a comunidadede alunos do ensino médio europeu e reve-lou-se um grande desinteresse pelas áreasrelacionadas a ciência, de modo que oprograma desenvolvido pelo CERN temtambém o objetivo de resgatar este interessepara permitir a renovação das gerações depesquisadores.

Todas as instalações eram abertas àvisitação e, segundo as palavras de todosos responsáveis por qualquer uma delas,não havia segredos no CERN. Cooperaçãotalvez seja a palavra que melhor defineaquele ambiente de pesquisa. Não só acooperação entre os que produzem o co-nhecimento como entre estes e os que odivulgam e legitimam aquela produção.

Não é preciso discutir a importânciada abordagem de conteúdos de física mo-derna no ensino médio e não é necessárioparticipar de um programa deste tipo paracompreendê-la. Mas esta participação nãosó reforça esta importância como forneceelementos para trazer esta abordagempara a sala de aula. Todo o material didá-tico e de divulgação produzido no progra-ma e no CERN está disponível para usogratuito no site do programa. Lá é possívelencontrarmos desde cursos completosligados a tópicos de física moderna bemcomo propostas de experimentos e ativi-dades, vídeos e transparências, a maioriaproduzida por pesquisadores interessadosem permitir a discussão e divulgação dasbases das pesquisas ali realizadas, ou porprofessores participantes dos programasoferecidos e que marcam sua presençaatravés destas contribuições.

Em resumo: foi uma oportunidadeímpar participar deste programa, e seriamuito interessante se outros professoresbrasileiros dele tivessem a possibilidade departicipar...

Nota1A viagem foi inteiramente financiadacom recursos do HELEN - High EnergyLatin-American-European Network. Osautores agradecem o financiamentoparcial da FAPERJ.

Figura 4 - Um trecho de um material produzido parautilização com estudantes do ensino médio.

Figura 5 - Pic-nic no Monte Jura e churrasco de despedida no parque do CERN.