15Física na Escola, v. 5, n. 2, 2004

Flavia RezendeNUTES-UFRJe-mail: frezende@nutes.ufrj.br.

Fernanda OstermannInstituto de Física, UFRGSe-mail: fernanda@if.ufrgs.br.

Um Ambiente Virtual e a Física Moderna no Ensino Médio

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As condições atuais de trabalhodos professores do EnsinoBásico dificultam o investi-

mento pessoal na busca de novasvisões sobre o ensino e a aprendi-zagem, o que os levam a repetir, anosa fio, uma determinada prática. Inter-vir nesse quadro exige mudanças emaspectos sociais, econômicos culturaisda realidade educacional e investi-mento por parte do governo em pro-gramas de formação continuada, empolíticas de valorização do trabalhodocente e na melhoria das condiçõesconcretas da educação pública. Diantedo amplo espectro de ações neces-sárias, a Educação a Distância, longede representar a solução, pode servista como mais uma alternativa paraenfrentar a com-plexidade dessa pro-blemática. A inte-gração das Tecnolo-gias da Informaçãoe da Comunicaçãoem ambientes virtu-ais de Educação aDistância, além detranspor dificulda-des de tempo e espaço, potencializa ainteração e a troca de experiências en-tre participantes, características quepodem representar soluções impor-tantes para professores que enfrentamcondições profissionais pouco favo-ráveis à formação continuada.

Foi diante da necessidade de se in-vestir na formação continuada deprofessores de Física que se dedicaramesforços no desenvolvimento de umambiente virtual guiado por pressu-postos construtivistas denominadoInterAge1 (http://nutes2.nutes.ufrj.br/interage/). Ao contrário dos cursos

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de formação continuada oferecidosatualmente, que continuam privile-giando o conteúdo (Lima et al., 2003)deixando de lado o conhecimento pe-dagógico do conteúdo (Shulman,1987), o desenho instrucional desseambiente valoriza a integração doconteúdo específico com a práticapedagógica. Em linhas gerais, a pro-posta educacional do InterAge (Rezen-de et al., 2003) tem como princípiosestimular a reflexão do/a professor/a sobre sua prática (Schön, 2000),promover a interatividade e incentivara colaboração entre os participantesde modo a desenvolver o conheci-mento profissional do/a professor/a(Porlán e Rivero, 1998). A metodo-logia usada para concretizar estes

princípios é aAprendizagem Ba-seada em Proble-mas, consideradaadequada para fa-zer com que o/aprofessor/a possarefletir, repensar ecriar a sua práticapedagógica ao re-

solver problemas relevantes e autên-ticos em relação à sua realidade.

Neste trabalho, apresentamos oambiente virtual InterAge como umaimportante alternativa para transpordificuldades de tempo e espaço, poten-cializando a interação e a troca de ex-periências entre professores que en-frentam condições profissionais poucofavoráveis à formação continuada.Diferentes conjuntos de recursos peda-gógicos que incluem textos de apoio,materiais educativos, sítios de Internete boas práticas acompanham cada umadas situações-problema oferecidas no

A proposta educacional doInterAge tem como princípios

estimular a reflexão doprofessor sobre sua prática,promover a interatividade e

incentivar a colaboraçãoentre os participantes demodo a desenvolver seu

conhecimento profissional

16 Física na Escola, v. 5, n. 2, 2004Um Ambiente Virtual e a Física Moderna no Ensino Médio

InterAge. Como exemplo, enfocamosuma situação-problema e os recursospedagógicos disponíveis para a abor-dagem de temas de Física Moderna eContemporânea no Ensino Médio.

Características Gerais doInterAge

O InterAge é composto por umconjunto de páginas, um banco deinformações e mecanismos de comu-nicação on-line. De acordo com o nívelde interatividade que o/a professor/adeseja estabelecer com outros usuá-rios, ele pode acessar o LaboratórioPedagógico, o Laboratório Interativoou o Curso, sendo as atividades desen-volvidas nestes espaços fundamen-talmente as mesmas: o/a professor/a reflete sobre situações-problemaapresentadas e propõe soluções naforma de planejamentos de uma oumais unidades de ensino com base nosrecursos pedagógicos oferecidos e nainteração on-line entre os usuários, nocaso do Laboratório Interativo ou doscursos viabilizados no InterAge.

No Laboratório Pedagógico, o/aprofessor/a tem acesso aos proble-mas, aos recursos pedagógicos, masnão tem acesso aos recursos de comu-nicação on-line. A idéia foi atenderaqueles professores que não queremperder tempo em preencher um ca-dastro e que estão mais interessadosnos materiais disponíveis do que napossibilidade de interagir com outrosprofessores. O/a professor/a precisafornecer apenas informações básicas(se é professor ou não, nível e série),para acessar o Laboratório Pedagó-gico.

O Laboratório Interativo é aces-sado por professores cadastrados quedesejam participar de uma comuni-dade virtual dea p r e n d i z a g e m .Além de tudo o queé oferecido no Labo-ratório Pedagógico,o/a professor/a po-de acessar um fó-rum de discussãosobre cada situação-problema (SP) epode salvar seus planejamentos deaula no servidor do InterAge de modoque possa recuperá-los para conti-

nuar trabalhando em horários conve-nientes.

Os cursos são oferecidos eventual-mente aos usuários do InterAge, quesolicitam inscrição no LaboratórioInterativo. As atividades desenvolvi-das no curso são semelhantes àquelasdesenvolvidas nos laboratórios, sendoque o/a professor/a conta com a ori-entação de um tu-tor e com outrosmecanismos de co-municação on-linealém do fórum dediscussão sobre aSP.

Os recursos decomunicação on-line oferecidos nocurso são: e-mailinterno, chat, umfórum de discussão sobre cada SP eum fórum de discussão geral. Os fó-runs de discussão permitem intera-ções on-line assíncronas por meio doenvio de mensagens a uma lista sobrecada uma das situações-problemaoferecidas e outra sobre aspectosconceituais gerais. O e-mail internopermite a troca de mensagens entre acoordenação, tutores e participantesdos cursos. O chat permite interaçõeson-line síncronas entre tutores eparticipantes dos cursos. O botãoAvisos permite o acesso a informaçõesgerais divulgadas pela coordenação docurso. O botão Perfis dá acesso àfotografia e aos dados básicos doscursistas (nome completo, idade edetalhes da atividade profissional).

Além dos recursos pedagógicos,descritos na próxima seção, oInterAge oferece um bloco de anota-ções para que o/a professor/a possa

registrar aspectosdos recursos peda-gógicos e da discus-são on-line ao longodo processo de so-lução da situação-problema e umespaço para plane-jamento de aula.Este espaço oferece

duas possibilidades de trabalho: o/aprofessor/a pode seguir uma estru-tura de planejamento já definida ou

pode optar por elaborar seu planeja-mento livremente.

Os Recursos PedagógicosOferecidos

Diferentes conjuntos de textos deapoio, materiais educativos, sítios eboas práticas acompanham as cinco

situações-problemajá oferecidas noInterAge. Este con-junto está sempreem construção, poisà medida que maisSPs são implemen-tadas no ambiente,novos conjuntos derecursos serão tam-bém selecionados eassociados pela co-ordenação às mes-mas.

Os textos de apoio são o principalrecurso pedagógico oferecido ao públi-co-alvo do InterAge. Estes textospodem ser lidos na tela do computa-dor ou copiados para disco rígido docomputador do usuário. Os textos deapoio já implementadas foram selecio-nados entre os artigos publicados noperíodo de 2000 (inclusive) a 2003 nosprincipais periódicos da área de Edu-cação em Ciências e Matemática. Oacesso dos professores aos textos deapoio promove a articulação entre ateoria e a prática apontada por Pórlane Rivero (1998) necessária ao processode formação. Para facilitar a consulta,os textos de apoio foram classificadosem: textos de Conteúdo Específico, deConteúdo Pedagógico e de Conheci-mento Pedagógico do Conteúdo. Assim,os textos de Conteúdo Pedagógicodiscutem questões educacionais, comoteorias de aprendizagem, reflexõessobre políticas educacionais e são co-muns a todas as SP. Os textos de Con-teúdo Específico têm como objeto deestudo o conteúdo de Física e deMatemática envolvido em determinadasituação-problema. Os textos sobre oConhecimento Pedagógico do Conteúdotrabalham, em geral, metodologias deensino ou o desenvolvimento demateriais educativos.

Os materiais educativos oferecidosno InterAge são pôsteres, softwareseducativos e vídeos educativos de do-

A idéia do móduloLaboratório Pedagógico é

atender aquelesprofessores que estão maisinteressados nos materiais

disponíveis do que napossibilidade de interagir

com outros professores

O InterAge é composto pormódulos que formam umconjunto de páginas, umbanco de informações e

mecanismos de comunicaçãoon-line. De acordo com o

nível de interatividade que oprofessor deseja estabelecer

com outros usuários, elepode acessar o LaboratórioPedagógico, o Laboratório

Interativo ou o Curso

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mínio público. A seleção dos materiaisjá implementados foi realizada a partirde conteúdos específicos tratados nasSPs e dos textos de apoio selecionados.Os softwares educativos selecionadosdiscutem conceitos utilizando anima-ções, simulações, áudios, textos ehiperlinks. Foram elaborados resumosdos softwares educativos a partir dosseguintes tópicos: descrição, conteúdoabordado, relação usuário-software,sugestões de utilização em sala deaula, tipo de mídia, idioma doprograma, requisitos mínimos docomputador e forma de aquisição. Aseleção dos vídeos se baseou na análisede um conjunto de vídeos pertencen-tes a uma professora do Instituto deFísica da UFRJ que poderia serdisponibilizado aos professores. Naanálise desse acervo, foi possível en-contrar vídeos que se adequam aoconteúdo de Física abordado em cadaSP. Foram elaborados resumos queapresentam o vídeo a partir dosseguintes tópicos: descrição, conteúdoabordado e sugestões de uso.

A seleção de sítios foi guiada porelementos-chave das SP e pelo pro-jeto UniEscola (Vianna e Araújo,2002). Dentre os sítios recomendadospor esse projeto, foram selecionadosaqueles que apresentam softwares on-line, espaços informais de aprendi-zagem e guias de experiências parafazerem parte do conjunto de recursospedagógicos associados a cada SP.

Boas Práticas são relatos de expe-riências bem sucedidas elaborados esubmetidos por professores cursistasou usuários do Laboratório Interativoà coordenação do InterAge. Esses rela-tos são analisados e escolhidos paraservirem como mais um recursopedagógico que poderá ajudar o/aprofessor/a a resolver uma SP. Assim,não só os coordenadores, mas tam-bém os próprios usuários podem adi-cionar recursos pedagógicos aoInterAge.

Os Problemas PedagógicosDiscutidos

Resultados obtidos de entrevistasnão-diretivas, realizadas com 18 pro-fessores de Física de oito escolas da redepública de diferentes bairros domunicípio do Rio de Janeiro (Rezendeet al., 2004), constituíram a referênciapara a elaboração das situações-pro-blema (SP) oferecidas no InterAge, quesão a descrição de uma situação daprática docente, vivida por um profes-sor fictício. Por se basearem em proble-mas reais, espera-se, as SP levem pro-fessores, principalmente da rede públicade ensino, a se identificarem e a seinteressarem em buscar soluções.

Os temas classificados como Con-dições Estruturais foram usados comocondições de contorno da realidadecomplexa da escola pública. Os proble-mas relacionados ao Ensino-Apren-dizagem Física são: a insatisfação com

os métodos tradicionais, a dificuldadepara contextualizar, a insuficiência dolivro-texto, a dificuldade para usarlaboratório, o empobrecimento doensino, a dificuldade para usar as TIC,a dificuldade de aplicação de teorias deaprendizagem, a dificuldade emacompanhar as políticas de avaliação,a dificuldade do(a) aluno(a) comleitura, a falta de base em matemáticado(a) aluno(a), a atitude desfavoráveldo(a) aluno(a) em relação à Física, afalta de interesse do(a) aluno(a) e aindisciplina dos(as) alunos(as).

Os problemas relacionados ao cur-rículo de Física do Ensino Médio são:o despreparo para selecionar e adequarconteúdos, as dificuldades decorrentesdo vestibular, a dificuldade paraimplementar o enfoque interdisci-plinar, a dificuldade para contextua-lizar o conteúdo, a dificuldade paraimplementar inovações curriculares,a dificuldade para inserir a Física Mo-derna no currículo, o formalismomatemático excessivo, a formaçãoinsuficiente para considerar a Históriada Ciência no ensino de Física e aescassez de atividades extraclasse.

As Situações-ProblemaOferecidas

No atual estado de desenvolvi-mento, o InterAge oferece cinco SPs(Quadro 1), que são constituídas porcondições estruturais da escola públi-ca, características dos alunos e con-

Um Ambiente Virtual e a Física Moderna no Ensino Médio

Quadro 1. Situações-Problema do InterAge.

SP

1

2

3

4

5

Problema da prática pedagógica

Metodologias tradicionais deensino

Dificuldades para usar softwareseducacionais no ensino de Física

Dificuldade para transpor asteorias de aprendizagem para aprática escolar

Dificuldades para usar a Internetno ensino de Física

Dificuldade para inserir a FMCno currículo

Conteúdo de Física

Conceitos de calor etemperatura

Leis de Newton

Óptica

Ondas (reflexão erefração)

Física Moderna

Condições estruturais

Escola: biblioteca, sala de vídeo, laboratórios. de informáticae de FísicaAlunos: turma 2ª série do EM, heterogênea e participativa

Escola: lab. de informática com 10 computadores semacesso à InternetAlunos: turma de 1ª série do EM

Alunos: Turmas de 2ª série do EM com 50 alunos

Escola: lab. de informática com 15 computadores comacesso à Internet e sem monitoresDireção da escola: interessada no uso da informáticaeducativa

Escola: sem laboratório, 32 alunos na salaProfessores: Má formação neste conteúdo, mas dispostos aprocurar ajuda.

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teúdos de Física associados a cinco dosproblemas da prática pedagógica, le-vantados por meio da pesquisa men-cionada.

A estrutura do texto das SPs ofe-recidas no InterAge inclui: um título,que menciona o problema associadoa um determinado conteúdo específicode Física; as características dos alunos,do/a professor/a, da comunidade, daescola, da direção e da sala de aula; adescrição de uma situação vivenciadapor um professor fictício; e um ques-tionamento do/a professor/a que estávivendo a situação.

Atividades DesenvolvidasPelo/a Professor/a nos Cursos

Para iniciar as atividades na pági-na do curso (Fig. 1), o/a professor/adeverá selecionar a situação-problemaa ser discutida no curso (à esquerda).Ao fazer isso, um conjunto de recur-sos pedagógicos específicos para essasituação estará disponível (à direita)e o/a professor/a poderá escolheraqueles que julgar mais pertinentes,do ponto de vista da sua experiência.

Além de ler os textos de apoio (natela do computador ou impressos), osresumos dos materiais educativos evisitar os sítios sugeridos, o/a profes-sor/a deverá participar da discussãoon-line sobre a SP com a qual está tra-balhando (botão à direita, embaixo) eda discussão on-line sobre aspectosconceituais gerais (botão Fórum).Além disso, o/a professor/a deverádiscutir as versões dos planejamentoscom seu tutor via e-mail e enviá-lasnas datas acordadas. O/a professor/a elabora seu primeiro planejamentode aula e envia para que seu tutor-orientador avalie e devolva com co-mentários. Esse planejamento serviráde referência para o desenvolvimentode um plano de trabalho individualentre professor e tutor e para o acom-panhamento da progressão do conhe-cimento profissional por ambos. Apósa segunda correção, o/a professor/aelabora o terceiro e último planeja-mento, que será corrigido e devolvidoao/a professor/a. Esse procedimentoé independente entre as SPs, devendoser realizado para quantas situaçõesfizerem parte daquela edição do curso.

A avaliação é feita por meio dos

planejamentos de aula propostos pe-los professores em termos da consis-tência, apropriação dos recursos peda-gógicos oferecidos e pela sua contri-buição para os fóruns de discussão.O planejamento de aula deverá cobrirno mínimo dois tempos de aula e in-cluir objetivos, abordagem pedagó-gica, estratégias didáticas, materiaiseducativos e proposta de avaliação.

Situação-Problema e RecursosPedagógicos Voltados para aIntrodução da FMC no EnsinoMédio

O Quadro 2 apresenta a SP queexplora o problema da prática pedagó-gica referente à introdução da FísicaModerna e Contemporânea no EnsinoMédio. A seleção dos recursos pedagó-

gicos referentes a esta SP não cobriuapenas o período considerado para osdemais recursos disponíveis no am-biente, na medida em que, não haven-do, ainda, uma produção extensanesta área, esta limitação iria restrin-gir muito a possibilidade de ofereci-mento de recursos aos professores.

Tomando como elementos-chaveda SP apresentada, as condições decontorno, a dificuldade do/a profes-sor/a em transpor um conteúdo deFMC para o Ensino Médio, foram sele-cionados como textos de apoio doisartigos de pesquisa classificados nogrupo de textos sobre conhecimentopedagógico (e.g., Ostermann e Morei-ra, 2000; Ostermann e Moreira,2001) por tratarem, respectivamente,de uma revisão bibliográfica sobre aabordagem de FMC no Ensino Médio

Um Ambiente Virtual e a Física Moderna no Ensino Médio

Quadro 2. Introduzindo a Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio

Alessandro é estudante do último ano de Licenciatura e está fazendo estágiosupervisionado em uma escola pública de sua cidade. Ele está trabalhando em umaturma de 32 alunos de 1º ano do Ensino Médio. Édson, professor dessa turma e umprofissional experiente com 18 anos de magistério, foi muito receptivo com a chegadade Alessandro, apesar da escola não apresentar muitos recursos materiais, como umlaboratório de Física equipado e em funcionamento.Como um jovem (quase) professor, cheio de idéias novas, Alessandro está muitoentusiasmado com a possibilidade de se ensinar Física Moderna no Ensino Médio.Um dia, depois de uma discussão sobre a importância do tema com professores dauniversidade, ele comenta com Édson: Você não acha que é hora de discutirmos comos alunos os avanços mais recentes da Física para que eles gostem mais de ciências?Édson, porém, argumenta: Sei que seria muito mais estimulante para os estudantes.Eu mesmo gostaria de saber mais sobre temas atuais de Física. Mas o que me preocupaé que mal conseguimos apresentar a Física Clássica, como ainda vamos colocar maisesse conteúdo? Outra coisa: eu e a maioria dos professores da rede não sabemosFísica Moderna de tal forma que possamos pensar em passar algum conceito paranossos alunos... Será que você, tão cheio de energia, poderia nos ajudar a buscaralguma solução?

Figura 1. Página do Curso no InterAge.

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e de um relato de uma experiênciadidática com o ensino de dois tópicosde FMC. De conteúdo específico, fo-ram disponibilizados textos queenfatizam aspectos conceituais daFMC (e.g., Ostermann et al., 1998;Pessoa Jr., 1997, 2003; Valadares eMoreira, 1998; Ricci, 2000; Oster-mann, 2001; Ricci eOstermann, 2003).Na interface entreesses dois tipos detrabalhos, tambémforam selecionadosartigos sobre co-nhecimento peda-gógico do conteú-do, que procuramdiscutir a FMC soba ótica de seu en-sino (e.g., ToginhoFilho e Arruda,1991; Cavalcante eTavolaro, 2001;Ostermann, 1999;Ostermann e Cavalcanti, 1999; Pintoe Zanetic, 1999).

Materiais educativos também fo-ram selecionados, dando-se ênfase aosque são dirigidos para o/a aluno/a deFísica do EM e que, portanto, apre-sentam um bom equilíbrio entre oqualitativo e o formal. Alguns exem-plos são Hewitt (2002); Ostermann eCavalcanti (2001).

Os sítios incluídos no ambientecomo recursos pedagógicos de FMCsão softwares livres, entre os quais,destacam-se o interferômetro deMach-Zehnder e o experimento defenda dupla com elétrons (disponíveisem www.physik.uni-muenchen.de/didatik/Computer). A justificativapara essa escolha deve-se à próprianatureza dos experimentos ilustradospor meio dos softwares. No caso dointerferômetro de Mach-Zehnder,trata-se de um arranjo experimentalmuito sofisticado e dificilmentereproduzível em laboratórios deensino. Com esta simulação, épossível operar virtualmente com la-ser (regime clássico) e com fótonsindividuais (regime quântico), sendorevelados aspectos corpusculares eondulatórios, conforme o arranjo ex-perimental. O regime monofotônicodo feixe luminoso só foi implemen-

tado em meados da década de 1980,em laboratórios avançados de Física,sendo praticamente impossível, porora e pelos próximos anos, suareprodução em laboratórios de en-sino. No caso do experimento dafenda dupla com feixe de elétrons,trata-se basicamente de um experi-

mento de pensa-mento por definiçãoe, portanto, virtual.Embora se possamobter efeitos de in-terferência comfeixes de elétronsincidindo em estru-turas cristalinas,ainda assim trata-se de um arranjoexperimental de di-fícil implementaçãopara fins meramen-te didáticos.Segundo RichardFeyman, este repre-

senta “o” experimento revelador docaráter quântico dos objetos micros-cópicos.

Considerações FinaisA idéia deste projeto é que os ma-

teriais disponíveis no InterAge possamajudar o professor a integrar aspectosteóricos e metodológicos adquiridosno curso à prática de sala de aula,desenvolvendo assim seu conheci-mento profissional.

O InterAge também poderá servircomo ferramenta pedagógica do tra-balho semi-presencial de cursos de li-cenciatura em Física, como, por exem-plo, nas disciplinas de Instrumentaçãopara o Ensino e de Prática de Ensinode Física, assim como poderá servirde tema de desenvolvimento de pro-jetos de final de curso desses alunos.

Nota1Este nome foi escolhido por evocar

dois conceitos que fazem parte dodesenho instrucional do ambiente: aInteração, que diz respeito às interaçõeson-line professor-professor e professor-tutor e a Ação, que se relaciona ao fatodo aluno poder construir algo relativoà sua prática a partir da reflexão. Parachamar atenção para esses dois aspectos,o nome é grafado InterAge.

O InterAge conta comsoftwares que simulam

experimentos muitosofisticados, dificilmente

reproduzíveis emlaboratórios de ensino.

Destaque para ointerferômetro de Mach-

Zehnder e o experimento defenda dupla com elétrons; o

primeiro consiste de umarranjo experimental muito

sofisticado e dificilmentereproduzível em

laboratórios de ensino