Integracao de biologia, fisica e quimica no ensino medio

Palestra apresentada na I Semana Acadêmica da Licenciatura Interdisciplinarem Ciências Naturais da UTFPR, 13.11.2015

Carlos Alberto dos Santoscarlos.alberto@ufrgs.br

Instituto de FísicaUFRGS

http://pt.slideshare.net/casifufrgs/integracao-de-

biologia-fisica-e-quimica-no-ensino-medio

Disponível no Slideshare

Isso é necessário?

Preparação para o futuro

Preparação para o presente

Será tudo isso um falso dilema?

Quem sabe como será o futuro

Albert Abraham Michelson

A partir de agora, a física será a ciência da quinta

casa decimal Ou seja, tudo o que restaria a fazer seriam medidas mais precisas do que já era conhecido

Mas, entre 1887 e 1897

Descobertas (1887-1897):Efeito fotoelétricoRaios-XRadioatividadeElétron

Tudo isso deu origem à física moderna e à tecnologia do século 20, algo inimaginável para Michelson e seus contemporâneos

Alternativa filosófica: Aprender a aprender

Alternativa realista: preparar para o

presente . . .

Dos 10 trabalhos mais citados, entre 2005 e 2015, com o termo biology, 6 utilizam conceitos ou técnicas da física, matemática e informática

Mas, a quantidade de matemática e física em

nossos currículos de biologia . . .

Portanto, já não formamos biólogos para

a realidade atual

Há mais de uma década . . .

http://www.rpgroup.caltech.edu/courses/aph161/Handouts/ares04.pdf

Nos dias atuais . . .

http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/do-laboratorio-para-a-fabrica/biologia-sistemica-a-ciencia-do-seculo-21

http://pubs.acs.org/doi/ipdf/10.1021/ar5001023

Journal of College Science Teaching — July/August 2014

McMinnville, Oregon

http://digital.nsta.org/article/A_Novel_Interdisciplinary_Science_Experience_for_Undergraduates_Across_Introductory_Biology,_Chemistry,_and_Physics_Courses/1730522/212734/article.html

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1304/1304.0683.pdf

http://arxiv.org/pdf/1308.3517v2.pdf

http://sites.uci.edu/bsemdpedagogyposts/files/2013/11/pp2.pdf

O que diz o MEC?O desenvolvimento dos conteúdos deve ser

realizado, numa perspectiva de interdisciplinaridade e contextualização.

A interdisciplinaridade não tem a pretensão de criar novas disciplinas ou saberes, mas de utilizar os conhecimentos de várias disciplinas para resolver um problema concreto ou compreender um determinado fenômeno sob diferentes pontos de vista.

Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC, 2006. (Orientações curriculares para o ensino médio, 2)

O que diz o MEC?Tratar os conteúdos de ensino de modo

contextualizado, aproveitando sempre as relações entre conteúdos e contexto para dar significado ao aprendido, estimular o protagonismo do aluno e estimulá-lo a ter autonomia intelectual.

A interdisciplinaridade supõe um eixo integrador, que pode ser o objeto de conhecimento, um projeto de investigação, um plano de intervenção.

Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC, 2006. (Orientações curriculares para o ensino médio, 2)

A rigor, essas recomendações têm sido ignoradas nos currículos de formação de professores e nos currículos do ensino médio.

E agora, com a BNCC

https://www.facebook.com/download/176818249321240/Portaria%20-%20especialistas%20BNC.pdf

Comissão de especialistas

Para implementar a BNCC . . .

http://basenacionalcomum.mec.gov.br/#/site/inicio

Será necessário

Modificar currículos das licenciaturas

Qualificar professores em

serviço

Preparar material instrucional para

sala de aula

Preparar material de apoio para professores

Note bem

Não faltam bons livros didáticos de física para

o ensino médioNão tenho autoridade para falar da qualidade dos livros de biologia e química.

Livros de Biologia e Química selecionados

aleatoriamente

Então, falta o quê? Veremos

BNCC: trechos do documento

Energia e Matéria: conceitos-chave para a interdisciplinaridade no ensino das ciências da

natureza

O que consta na BNCC sobre Energia & Matéria

no ensino médio?

Biologia

Física

Química

Outros problemas com a BNCC

A BNCC dificulta a interdisciplinaridade

Transformação de matéria e energia e manutenção dos sistemas vivos, no 2º. Ano de Biologia e não no 1º, onde tema correlato é discutido na Física e na Química.

Parte dessa unidade do 1º. Ano de Física, Energia em sistemas e processos naturais e tecnológicos, é repetida nessa unidade do 1º. Ano de Química: Materiais, propriedades e usos: estudando materiais no dia-a-dia. Deveria ter uma única apresentação, digamos na Física, e depois na Química seriam discutidas suas aplicações específicas.

A BNCC dificulta a interdisciplinaridade

O tema Matéria e radiação em sistemas e processos naturais e tecnológicos, do 3º. Ano de Física, é muito importante na Biologia (efeitos biológicos das radiações ionizantes), mas as aplicações à biologia não são tratadas na Física nem na Biologia.

O tema correlato, Modelos atômicos e moleculares e suas relações com evidências empíricas e propriedades dos materiais, é tratado no 2º. Ano de Química. Deveriam ser tratados em momentos sequenciais, preferencialmente na Física.

Alternativa conservadora

Reorganizar a BNCC sem alterar o conteúdo

propostoPor exemplo . . .

1º Ano: Energia

Constam aqui apenas os conteúdos que serão reorganizados.

Essa proposta implica na modificação do 2o Ano de

Biologia

1º Ano: Energia

Constam aqui apenas os conteúdos que serão reorganizados.

CNFI1MOA016 (FÍSICA)Identificar as fontes de energia na Terra e o caráter irreversível de suas transformações, bem como a utilização dessas fontes e suas consequências ambientais, climáticas e sociais, posicionando-se em relação à necessidade de soluções adequadas para a sustentabilidade do planeta Terra.

1º Ano: EnergiaUnidade a ser criada, a partir das existentes (BIOLOGIA / QUÍMICA)Constituintes químicos da célula e derivação da energia. Conversão de energia em forma biologicamente ativa. Utilização do conteúdo enérgico das ligações fosfato em processos dependentes de energia. Reações químicas no contexto da célula. Metabolismo celular. Sínteses de compostos celulares: fotossíntese, síntese de proteínas. Reações catabólicas: respiração celular aeróbica e anaeróbica.

2º Ano: O átomo

Essa proposta implica na modificação do 2o Ano de Química e do 3o Ano de

Física

2º Ano: O átomoEstrutura eletrônica (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA / QUÍMICA) O modelo atômico de Rutherford-Bohr, destacando o

contexto histórico e as evidências da existência do elétron, do núcleo atômico e dos níveis de energia.

Relações entre o modelo de Rutherford-Bohr e a tabela periódica moderna.

2º Ano: O átomoEstrutura nuclear (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA) Desenvolver modelagem do núcleo atômico em seus

componentes básicos (prótons e nêutrons), apresentando a força nuclear forte como responsável por sua coesão, e processos de decaimento envolvendo a força nuclear fraca.

2º Ano: O átomoEstrutura nuclear (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA) Identificar a radiação alfa e a radiação beta, em sua

natureza corpuscular, em sua origem em processos nucleares e em suas aplicações energéticas, industriais e médicas.

2º Ano: O átomoEstrutura nuclear (Unidade a ser criada, a partir das existentes) (FÍSICA) Reconhecer a natureza dual da radiação e da

matéria, caracterizando-as tanto como onda quanto como partícula, e associar corretamente a interação com a natureza corpuscular e a propagação com a natureza ondulatória.

2º Ano: O átomoTransferir o componente CNFI3MOA001, do 3o Ano de Física, para o componente 3F - Eletromagnetismo em sistemas e processos naturais e tecnológicos, programado para o 2o Ano de Física.

CNFI3MOA001Identificar os diferentes tipos de radiações presentes na vida cotidiana, associando suas características físicas como frequência, energia e comprimento de onda às diferentes fontes e usos.

3º Ano: Ciência Contemporânea

Apresentar o cenário contemporâneo da Biologia, Física e Química, sobretudo o uso de conceitos da Física nos avanços da pesquisa contemporânea em Neurociência e outros ramos da Biologia.

Discutir qualitativamente o uso da Termodinâmica na explicação de fenômenos biológicos.

Um livro paradidático de apoio ao professor do

ensino médio

Proposta interdisciplinar

O livro pode ser adquirido na página da editora, https://www.livrariadafisica.com.br, ou nas seguintes livrarias: Cultura Saraiva

carlos.alberto@ufrgs.br

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