PEF - Projeto de Ensino de Física

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES LICENCIATURA EM FÍSICA LUCAS GUIMARÃES BARROS P.E.F. - Projeto de Ensino de Física Amargosa - BA 26 de Março de 2014

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA

BAHIA

CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORESLICENCIATURA EM FÍSICA

LUCAS GUIMARÃES BARROS

P.E.F. - Projeto de Ensino de Física

Amargosa - BA26 de Março de 2014

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LUCAS GUIMARÃES BARROS

P.E.F. - Projeto de Ensino de Física

Trabalho produzido como requisito paranota no componente curricular Instru-mentação para o Ensino de Física III,sob a orientação do Prof. Glênon Dutra noCFP/UFRB.

Amargosa - BA26 de Março de 2014

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Sumário

1 Introdução p. 3

2 Antecedentes históricos p. 4

3 O Projeto de Ensino de Física p. 8

3.1 Estrutura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 9

3.2 Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 12

3.3 Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 14

3.4 Conclusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 14

Referências p. 16

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1 Introdução

Neste trabalho, apresentamos os resultados de uma pesquisa realizada so-

bre o Projeto de Ensino de Física - PEF, desenvolvido no IFUSP na década

de 1970, cujo objetivo era o de se tornar material de apoio para os alunos

do segundo grau, especialmente os que não iriam estudar Física a posteriori.

Inicialmente, apresentamos uma breve nota histórica sobre os projetos de ino-

vação curricular no ensino de ciências e, em seguida, passamos à descrição do

Projeto, englobando suas características, materiais, metodologia empregada e

limitações encontradas.

Figura 1.1: Capa do curso de eletricidade do PEF

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2 Antecedentes históricos

Figura 2.1: Sputnik

O ano de 1957 marcou o início de um processo histórico de investimento

na educação em ciências nos Estados Unidos da América, graças a acon-

tecimentos que marcaram o século como o lançamento do satélite soviético

Sputnik (figura 2.1), colocando assim a União Soviética na liderança científica

e tecnológica da época. O objetivo desse investimento era superar a defasa-

gem educacional em ciências dos americanos frente aos soviéticos e colocar os

Estados Unidos na liderança da corrida espacial. Nesse período

Organizações internacionais patrocinaram encontros para de-bates e estudos sobre o ensino de ciências e, principalmente,sobre a necessidade de elaborar novos textos para diminuir adistância entre os países ocidentais e a União Soviética. A partirdos encontros foram organizados nos Estados Unidos e na Ingla-terra centros e comitês nacionais para a produção de materiaisdidáticos (BARRA; LORENZ, 1986, p. 1972).

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Como resultado desses esforços, entidades como a National Science Foun-

dation (agência americana responsável pela promoção da educação em ciên-

cias) trabalharam na elaboração de materiais didáticos, culminando no sur-

gimento dos grandes projetos de inovação curricular no ensino de ciências, a

saber, nos EUA, o Physical Science Study Committee - PSSC, o Harvard Project

Physics, o Biological Science Curriculum Study - BSCS e o School Mathema-

tics Study Group - SMSG e o Projeto Nuffield na Inglaterra (DIOGO; GOBARA,

2008, p. 378).

Esses materiais tinham como característica comum a ênfase no processo de

investigação científica feito pelo aluno que, por sua vez, “teria mais condições

de desenvolver sua capacidade de raciocinar e sua habilidade de identificar e

solucionar problemas não só em sala de aula como também na vida diária”

(BARRA; LORENZ, 1986, p. 1973).

No Brasil, até o presente período, o ensino de ciências era marcado sobretudo

pela adoção de livros didáticos traduzidos de materiais didáticos europeus cu-

jas finalidades eram “essencialmente ilustrativas, contribuindo para um en-

sino de ciências pouco experimental, enfatizando a transmissão e aquisição de

conteúdos e não o desenvolvimento de habilidades específicas” (BARRA; LO-

RENZ, 1986, p. 1971). Com os movimentos de renovação curricular ocorridos

nos Estados Unidos e na Inglaterra, surgem no país as primeiras iniciativas

de elaboração de materiais didáticos de ciências adaptados à realidade bra-

sileira, concretizadas através da criação de instituições educacionais como

a Fundação Brasileira para o Desenvolvimento do Ensino de Ciências (FUN-

BEC), o Projeto Nacional para a Melhoria do Ensino de Ciências (PREMEN)

e o Instituto Brasileiro de Educação, Cultura e Ciência (IBECC), este último

tido como marco na produção de projetos para o ensino de ciências do país

(NARDI, 2005, p. 66). De acordo com Barra e Lorenz (1986, p. 1971), o

objetivo intrínseco à criação dessas instituições está diretamente relacionado

com a produção de materiais didáticos destinados ao ensino de ciências bra-

sileiro entre os anos de 1950-1980. No início, contudo, graças à influência

da corrida espacial e preocupações com o ensino de ciências por parte dos

países desenvolvidos, fora realizada uma parceria entre a Fundação Ford e

o IBECC para projetos voltados à “distribuição de kits (...), treinamentos de

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professores e distribuição de materiais didáticos de ciências elaborados nos

Estados Unidos” (MAYBURY, 1975 apud BARRA; LORENZ, 1986, p. 1973).

Como resultado dessa parceria, os projetos americanos foram traduzidos e

adaptados pelo Instituto, além da produção de equipamentos de laboratório

voltados para a realização dos experimentos sugeridos pelos livros-textos e o

treinamento dos professores para uso dos novos materiais. Garcia (2006) faz

a conexão entre a entrada dos projetos de ensino de ciências americanos e o

contexto brasileiro da época, ao afirmar que os acordos ocorreram

no momento em que o Brasil atravessava um período de infle-xão política devido ao golpe militar de 1964, que afetou a or-ganização da sociedade em diversos aspectos. No que se re-fere ao campo educacional, as ações vinculadas aos acordosenquadravam-se nos interesses dos mandatários brasileiros, poisreforçavam a importância dos conhecimentos ligados à ciência etecnologia em detrimento daqueles ligados ao entendimento domomento pelo qual passava a sociedade ((GARCIA, 2006, p. 4-5).

Apesar do investimento realizado, a implantação desses projetos no con-

texto brasileiro mostrou-se insatisfatória, pois eles “não eram adequados para

a situação das escolas brasileiras, em que a formação dos professores deixava

muito a desejar” (HAMBURGER et al., 2001, p. 34). A exemplo do PSSC, o

mesmo “se revelou difícil demais mesmo para a maioria das escolas norte-

americanas, exigia um intenso treinamento de professores” (Idem, p. 34). I

Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF) realizado em Salvador - BA em

1970 foi marcado por acaloradas discussões sobre o uso dos seus materiais

em sala de aula. Diversos professores que participaram do evento tiveram

problemas com o uso dos materiais do PSSC nos cursos básicos ministrados

em sala de aula, como relatado pelo professor Eduardo A. Torres, no contexto

das escolas no Estado do Ceará: “Os cursos do CECINE, IBECC e SUDENE

são ministrados baseando-se no PSSC. Convém notar que a experiência nos

mostrou ser impraticável êste [sic] método no curso colegial, por diversos fa-

tores.” (FíSICA, 1970, p. 27), e pelo professor Fuad D. Saad, no Estado de

São Paulo: “A maioria dos cursos científicos, em São Paulo por exemplo, é

noturno e a maioria dos nossos alunos trabalha; logo, é impossível dar cursos

como o PSSC (...), que são cursos criados para uma realidade inteiramente

diversa da nossa” (Idem, p. 30). O professor Juarez Pascoal de Azevedo, em

uma das sessões coordenadas do evento, atribuiu o fracasso da implantação

do PSSC no país como consequência do comportamento radical e eufórico de

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muitos professores na adoção do material, colocando o PSSC como o projeto

do século, destinado a resolver todos os problemas da educação em ciências

no país. Por essa razão,

Alguns entenderam que o ensino moderno era a ênfase que sedevia dar ao uso e abuso dos gráficos. Para outros, a moder-nização do ensino passou a constituir em familiarizar os alunosdo curso médio com os capítulos da Física Moderna, ou, então,a proposição de perguntas e questões cuja solução exija discus-sões prolongadas e laboriosas lucubrações. Ainda, para muitos,o importante, na modernização, é a verificação da Aprendiza-gem, que deve fugir inteiramente dos tipos convencionais. Sãoos próprios estudantes que exigem as provas tipo testes, porqueas escolas superiores do país passaram a usar, indiscrimina-damente, de Norte a Sul, tal tipo de avaliação (FíSICA, 1970,p. 37-38).

Como prova de que o projeto gerara pouco impacto no ensino de física

brasileiro, havia uma grande reclamação da formação deficiente dos alunos

ao ingressarem na universidade (MARQUES, 2005, p. 79). Somados a fatores

como superlotação das salas de aula, falta de preparo dos professores e falta

de materiais para as atividades experimentais, os pesquisadores brasileiros

passaram a pensar na elaboração de projetos de física nacionais.

Traduzir projetos estrangeiros, todos êles [sic], venham de ondevierem, é ótimo. Que nos coloquem em mãos tudo o que se fazde melhor no mundo; nós temos interêsse [sic] em saber, emacompanhar o desenvolvimento tecnológico, mas nós temos deelaborar os nossos textos, baseados em determinados objetivos,que nunca foram definidos (FíSICA, 1970, p. 40).

Como produto das discussões e debates ocorridos no I SNEF e do con-

senso entre diversos professores presentes sobre a necessidade de renovação

do currículo de ensino de ciências brasileiro, foi aprovada uma moção a qual

solicitava ao governo “que sejam sejam concedidas verbas para a implantação

de projetos brasileiros de elaboração de textos e material de ensino de Física.”

(Idem, p. 335).

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3 O Projeto de Ensino de Física

Apoiados pelo Ministério da Educação (MEC), através da Fundação Nacio-

nal de Material Escolar (FENAME) e pelo Fundo de Amparo à Pesquisa do Es-

tado de São Paulo (FAPESP), uma equipe formada por professores do Instituto

de Física da USP, liderados pelos professores Ernst W. Hamburger e Giorgio

Moscati, passou a se reunir com o intuito de discutir e planejar materiais vol-

tados para o ensino de física na escola secundária brasileira, culminando na

produção do Projeto de Ensino de Física - PEF, apresentado no II Simpósio

Nacional de Ensino de Física, realizado em 1974 na cidade de Belo Horizonte

- MG.

O Projeto de Ensino de Física desenvolve-se desde 1970 no IFUSP,apoiado inicialmente pela FAPESP e agora pela FENAME (Fun-dação Nacional de Material Escolar), que deverá produzir e dis-tribuir o material elaborado (textos e aparelhos), a partir de1973. O material se destina a todos os alunos de 2o grau, a mai-oria dos quais não estudará mais Física. Pretende levar o alunoa conhecer o método científico e a visão da natureza que tem oscientistas, através do estudo de alguns fenômenos e conceitosda Física contemporânea. O aluno deve, ao fim do curso, sa-ber trabalhar com estes conceitos, resolver problemas simples erealizar experiências simples. O material está adaptado às con-dições atuais das escolas de ensino médio no Brasil (SANTOS etal., 1974, p. 209).

De maneira geral,

O Projeto procurava desenvolver o conteúdo de Física de formacoerente com as necessidades do ensino nacional e com a nossarealidade escolar; nessa época o ensino médio passava por umareforma drástica (LDB 5692) em que o número de aulas sema-nais de Física havia sido grandemente reduzido e em algunscasos a disciplina ficava reduzida aos dois anos iniciais (MAR-QUES, 2005, p. 120).

A sequência lógica do conteúdo do Projeto “foi subdividida em unidades e,

cada unidade, em passos de complexidade crescente” (PACCA, 1974, p. 17).

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A elaboração do Projeto levou em conta “objetivos de conhecimento e algumas

habilidades específicas requeridas de um aluno que termina o secundário e

irá, ou não, continuar um curso de ciências” (Idem, p. 16).

3.1 Estrutura

Os materiais produzidos pelo PEF culminaram em duas versões, uma pre-

liminar e outra comercial. A versão preliminar foi produzida entre 1970 e

1972 com o objetivo de ser testada em várias escolas (BITTENCOURT, 1990,

p. 80). Já a versão comercial foi produzida através de convênio entre o IFUSP,

a FUNBEC e o MEC, incorporando as modificações indicadas após a aplicação

da versão preliminar, envolvendo a inserção de “leituras suplementares e ilus-

trativas em quase todos os capítulos, o aumento do número de exercícios e

a reformulação do tratamento de algumas seções”, além do “aperfeiçoamento

dos materiais experimentais, para adequação à fabricação em grande escala”

(Idem, p. 82). Era constituída de quatro volumes de textos e três conjun-

tos experimentais onde eram abordados conteúdos de mecânica, eletricidade

e eletromagnetismo.

Os textos, publicados em fascículos, eram compostos por capítulos, os quais

eram constituídos por um texto principal, exercícios de aplicação, texto op-

tativo e leitura suplementar, esses dois últimos eram destinados às classes

que tivessem maior número de aulas semanais, ou mesmo para atender a

alunos mais interessados (NIEVES et al., 2009, p. 3). A estrutura do PEF foi

organizada da seguinte forma (Idem, p.3):

1 - Mecânica I

• 1.1 Órbita de um satélite.

• 1.2 Medidas de espaço.

• 1.3 Medidas de tempo.

• 1.4 Movimento uniforme.

• 1.5 Velocidade média e veloci-

dade instantânea.

• 1.6 Força, inércia e aceleração.

2 - Mecânica II

• 2.1 Segunda Lei de Newton.

• 2.2 Grandezas vetoriais.

• 2.3 Quantidade de movimento.

• 2.4 Energia e trabalho.

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• 2.5 Conservação da energia.

• 2.6 Gravitação.

3 - Eletricidade

• 3.1 Cargas e estrutura da maté-

ria.

• 3.2 Campo elétrico e pilha.

• 3.3 Potencial elétrico.

• 3.4 Corrente elétrica.

• 3.5 Resistência elétrica.

• 3.6 Resistência e resistividade.

• 3.7 Condução nos sólidos.

• 3.8 Efeito Joule.

• 3.9 Circuitos elétricos.

4 - Eletromagnetismo

• 4.1 Eletricidade e ímãs.

• 4.2 Estrutura dos ímãs.

• 4.3 Campo magnético.

• 4.4 Corrente em campos magné-

ticos.

• 4.5 Indução eletromagnética.

• 4.6 Aplicações do eletromagne-

tismo.

Além disso, a sequência dos conteúdos obedecia a uma sequência lógica.

As sequências elaboradas para levar os alunos a atingir os obje-tivos são, em geral, sequências lógicas de conteúdo; as questõessubdividem-nas, oferecendo aos estudantes a oportunidade deemitirem respostas observáveis. Além de orientar a leitura, es-sas questões fornecem ao aluno o reforço necessário para pros-seguir no programa, pois o êxito em uma resposta significa umavanço em direção ao objetivo final. (PACCA, 1974, p. 71).

Vê-se que havia uma grande valorização pela atividade do aluno, visto que

a forma de apresentação dos conteúdos e a interpretação dos textos minimi-

zava a necessidade de conhecimentos matemáticos (idem, p. 16). De modo

geral, aos alunos cabiam atividades como

(a) ler o texto; (b) montar experiências, preencher tabelas comcálculos e dados experimentais, construir gráficos, participar dediscussões, resolver problemas e responder a questões. (PACCA,1974, p. 18).

No caso do curso de eletricidade, por exemplo, o material foi desenvolvido

tendo como tema central o Efeito Joule e suas aplicações. A análise para a

produção do material levou à construção de uma “árvore de conceitos”, em

que estão explicitados os assuntos a serem abordados no curso.

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.R.

-IX-

EFEITO JOULE

(transf.de "E"

el em "E"termice

.R. P.R. P.R.

APLICAOES DO

-X- EFEITO JOULE

.1 2.2 2.4

ENERGIA ENERGIA ENERGIA TRANSFORMA-

cAO MECANICA ELETRICA TERMICA DE ENERGIA

CONDUcA0 DOS

SOLI DOS 3. -VIII-

Materia Campo Pi lha Potenci Corrente Resisten

carga

Eletrico -ty Eletrica al

Eletrico

—0 Eletrica —t cia

Eletrica

-VII-

ARVORE DE CONCEITOS

II

Algarismos ar5bicos = distribuicio segundo a ariaIlse

Algarismos romanos = sequencia

P.R. = pre-requisitos

Figura 3.1: “Árvore de conceitos” do curso de eletricidade.

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3.2 Metodologia

Com o objetivo de proporcionar aulas que se distanciassem do caráter to-

talmente expositivo, o PEF buscou em técnicas pedagógicas modernas para a

época, alicerçadas em elementos teóricos do comportamentalismo1, as ferra-

mentas para promoção do aprendizado do aluno. Nesse processo, “o estudante

teria participação ativa no processo de aprendizagem; os materiais instrucio-

nais deveriam ser completos, de simples utilização e baixo custo, e respeitar os

pré-requisitos, habilidades e conhecimentos anteriores dos alunos” (BITTEN-

COURT, 1990, p. 78-79). As atividades desenvolvidas pelo aluno estimulavam

o mesmo a

trabalhar com as leituras e experimentos, independentementedo professor. Assim, o texto seria entremeado de questões, exi-gindo não só a leitura, mas também respostas às perguntas erealização de cálculos e atividades práticas. (Idem, p. 79).

Havia, inclusive, uma preocupação sobre a elaboração dos textos e experi-

mentos sendo que, após estabelecerem-se os objetivos, o próximo passo seria

o de “formular as condições necessárias para seu alcance, de forma que o pro-

fessor se tornasse, principalmente, um coordenador dos trabalhos dos alunos”

(VIOLIN, 1990, p. 3). No caso dos experimentos,

eles também apareciam durante o decorrer dos textos. Comuma simples leitura e com o material do experimento em mãoso aluno era capaz de faze-lo sem maiores dificuldades. As ques-tões referentes ao experimento induziam o aluno a realizar umaobservação detalhada (NIEVES et al., 2009, p. 4).

O papel do professor deveria se dar de maneira ativa, em que o mesmo

estaria “auxiliando, coordenando, estimulando o raciocínio para que os alunos

se auto-esclarecessem suas dúvidas e finalmente complementando a aula com

exemplos diferentes e melhores do apresentado no texto” (Idem, p. 4). Isto é,

as orientações dadas para o professor1De maneira sucinta, a teoria behaviorista de Skinner teve grande influência nos materiais eprocedimentos usados em sala de aula, especialmente entre as décadas de 1960 e 1970. Deacordo com Moreira (1999), a abordagem skinneriana “não leva em consideração o que ocorrena mente do indivíduo durante o processo de aprendizagem. O que interessa é o comporta-mento observável” (p. 50). A preocupação da teoria skinneriana está voltada para o controledo comportamento, “observável por meio das respostas do indivíduo” (Oliveira, 1973, apudMoreira, 1999, p.50). Para Nardi (2005, p. 78), nessa mesma época, as teorias comportamen-talistas foram consideradas como itens-chave “para a implementação de projetos na tentativade resolver as questões de ensino, como o aumento de alunos em turmas de Física básica noscursos de graduação”.

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foram elaboradas pensando num trabalho docente que valori-zasse o acompanhamento dos alunos, que estimulasse a elabo-ração de respostas por parte deles e no qual o ’professor atueprincipalmente como coordenador, organizador, orientador, ava-liador e muito pouco como expositor da matéria’. Ressaltavatambém que essa ’participação ativa do professor é uma carac-terística da aplicação do PEF’, e também que essa atitude iriaexigir um esforço inicial intenso do professor, principalmentepara vencer a inércia dos alunos, acostumados a aulas somenteexpositivas e a não terem que trabalhar por conta própria, dei-xando claro que a aplicação do projeto pressupunha não apenaso desenvolvimento de temáticas mais próximas dos interessesdos alunos, mas também o desenvolvimento de uma metodolo-gia adequada à sua participação mais intensa (GARCIA, 2006,p. 4).

Deste modo, os capítulos dos fascículos sempre iniciavam com uma breve

nota histórica do assunto e, em seguida, os objetivos pretendidos para o curso.

Figura 3.2: Apresentação de um dos capítulos do curso de eletromagnetismo

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3.3 Resultados

Embora tenha tido algumas respostas positivas (PACCA, 1990, p. 24-26),

o PEF entrou em declínio devido a diversos problemas encontrados que en-

volviam a “ineficiente distribuição do material, a qualidade do material expe-

rimental e a dificuldade de obtenção dos guias do professor” (GASPAR, 2004,

p. 76). Uma pesquisa realizada por Pacca (1990), envolveu a aplicação dos

volumes 1 e 2 do curso de mecânica do PEF para alunos da rede pública

e privada de ensino no Estado de São Paulo. Como resultado, foram iden-

tificadas várias limitações no projeto, muitas delas advindas das diferenças

sócio-econômicas existentes entre os alunos da pesquisa.

a aprendizagem não depende somente da qualidade do programa:o nível sócio-econômico dos alunos, a natureza da escola e o de-sempenho do professor são fatores importantes a serem consi-derados na utilização de um sistema instrucional (PACCA, 1990,p. 26).

Outro fator que contribuiu para o declínio no uso do PEF foi a demasiada

ênfase no trabalho autônomo do aluno em detrimento do apoio pedagógico e

das orientações oferecidas pelo professor.

a causa principal do insucesso do PEF foi, a nosso ver, a mesmajá atribuída ao PSSC: a superestimação da capacidade do ma-terial instrucional na promoção da aprendizagem ancorada ba-sicamente na experimentação. Apesar do cuidado com que fo-ram elaborados os guias destinados ao professor, dele se pediae se esperava muito pouco. O estímulo à interação individualdo aluno com o material era explícito (...), evidenciam a funçãoorientadora, não essencial, reservada ao professor na concepçãodo projeto - o aluno trabalhando sozinho aprenderia melhor e,até para essa função orientadora, o professor podia ser dispen-sado, bastava o aluno recorrer ao próprio texto (GASPAR, 2004,p. 76-77).

3.4 Conclusão

Apesar do declínio no uso pelas escolas brasileiras, os projetos de ensino,

a exemplo do PEF, proporcionaram algumas melhorias e modificações no en-

sino de física do país. Para Moreira (2000), um dos maiores erros cometidos

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pelos projetos, em sua essência, se deu porque suas “filosofias de curso” não

levavam em consideração como deveria se dar a aprendizagem em física, quais

os caminhos que seriam percorridos nesse processo.

Quer dizer, os projetos foram muito claros em dizer como se de-veria ensinar a Física (experimentos, demonstrações, projetos,“hands on”, história da Física, ...), mas pouco ou nada disse-ram sobre como aprender-se-ia esta mesma Física. Ensino eaprendizagem são interdependentes; por melhor que sejam osmateriais instrucionais, do ponto de vista de quem os elabora,a aprendizagem não é uma consequência natural (MOREIRA,2000, p. 95).

Diogo e Gobara (2008, p. 379), destacam, porém, que tais projetos aca-

baram provocando também, “efeitos colaterais” no sentido de estimularem o

desenvolvimento de “novas propostas de melhoria de ensino e de pesquisa em

ensino de física, a despeito das reais condições da educação brasileira”. Filho

(2000) reitera a amplitude dos desenvolvimentos na área de ensino de ciências

advindos da elaboração dos projetos, cuja época foi

extremamente fértil e, sob certos aspectos poderia, guardadasas proporções, ser equiparada a uma “revolução industrial”. Adinâmica organizacional e didática que envolveu a elaboraçãodesses projetos, foi revolucionária frente ao que já se tinha feitoem relação a propostas educacionais na área de ciências. Adisseminação desses projetos nos mais diferentes países, comsuas abordagens metodológicas quebrando a estrutura monolí-tica dos antigos textos escolares, encontrou eco junto aos pro-fessores. Por conseguinte, promoveu um incentivo enorme às in-vestigações em ensino, estimulando um maior número de profis-sionais a se dedicarem a ela. O resultado, hoje dia, mostra umaárea de pesquisa madura, com vários cursos de pós-graduaçãoe com um número crescente de investigadores (FILHO, 2000,p. 25).

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