UMA ANÁLISE DA ABORDAGEM SOBRE ENTIDADES CIENTÍFICAS EM UM LIVRO DE FÍSICA DO ENSINO SUPERIOR

## UMA ANÁLISE DA ABORDAGEM SOBRE ENTIDADES CIENTÍFICAS EM UM LIVRO DE FÍSICA DO ENSINO SUPERIOR

## AN ANALYSIS OF THE APPROACH ABOUT SCIENTIFIC ENTITIES IN A UNDERGRADUATE PHYSICS TEXTBOOK

Fábio Marineli 1 , Maurício Pietrocola 2

1 Universidade Federal de Lavras/Departamento Ciências Exatas, fabio.marineli@dex.ufla.br 2 Universidade de São Paulo/Faculdade de Educação, mpietro@usp.br

## Resumo

Neste trabalho apresentamos uma investigação acerca da abordagem sobre entidades científicas em um livro didático de física do ensino superior. Procuramos investigar se no livro do Halliday as caracterizações e discussões acerca da existência do fóton, do quark e do elétron são significativas frente aos demais conteúdos referentes a essas entidades. Os resultados obtidos mostram que as menções às entidades, quando é feito algum 'uso' delas, são em número muito maior do que em explicações sobre o porquê de elas serem consideradas reais ou em suas caracterizações. Entendemos que a abordagem do Halliday possui uma feição 'rotineira' (GIDDENS, 2009), considerando o caráter habitual do uso das entidades em atividades que envolvem aplicação e resolução de exercícios algébricos. Atividades com essa feição limitam os modos de pensar àquilo que Giddens chamou de consciência prática e, assim, a compreensão acerca da realidade das entidades daqueles que aprendem física por esse livro pode permanecer em um nível tácito e utilitário.

Palavras-chave : Entidades Científicas, Realidade, Livro Didático, Halliday, Rotinização

## Abstract

This paper presents an investigation about the approach on scientific entities by an undergraduate physics textbook. We investigate whether in Halliday's book the characterizations and discussions about the existence of the photon, the quark and the electron are significant in comparison to other contents referring to these entities or not. The results obtained show that the references to these entities, when any 'use' of them is made, are in much greater number than explanations as to why they are considered real or in their characterizations. We understand that Halliday's approach has a 'routinized' feature (GIDDENS, 2009), considering the habitual use of entities in activities that involve application and resolution of algebraic exercises. Activities with this feature limit the ways of thinking to what Giddens called practical consciousness, and thus the understanding of these entities' reality for those who learn physics by this book may remain on a tacit and utilitarian level.

Keywords : Scientific Entities, Reality, Textbook, Halliday, Routinization

## Introdução

O livro didático de ciências apresenta uma reconstrução ordenada e linearizada de certos conhecimentos aceitos por certa comunidade científica (VIEIRA e FERNÁNDEZ, 2006). O que aparece nele não é somente uma apresentação de ideias e conceitos das teorias originais, mas é fruto também de uma organização que é própria de um livro, envolvendo não só o tipo de abordagem proposto pelo autor, mas também decisões editoriais sobre as formas de apresentação e sistematização dos conteúdos. A elaboração de um livro didático envolve inúmeras coisas, entre elas considerações a respeito de seus objetivos e de seu público.

Apesar das diferentes possibilidades de uso do livro em salas de aula, podendo haver mais ou menos utilização direta das ideias apresentadas nele, estamos considerando que ao olhar um livro didático de física do ensino superior, estaremos olhando também uma imagem de como a física é levada para os alunos, ainda mais que em cursos de graduação o livro é o material didático predominantemente utilizado pelos estudantes nas disciplinas científicas (ZWIEBEL, 2012). É com essa ideia em mente que buscamos fazer uma análise das maneiras pelas quais certas entidades da ciência são caracterizadas e tomadas como reais em uma coleção de livros didáticos, considerando que, em grande medida, é nos mesmos termos do livro que as entidades são retratadas nas aulas e nos discursos feitos aos alunos.

Considerações acerca da realidade de entidades inobserváveis da ciência não são triviais. Isso pode ser percebido nas discussões referentes ao realismo/antirrealismo científicos (DUTRA, 1998; SILVA, 1998; TIERCELIN, 1999), que entre outras coisas aborda o status ontológico das entidades da ciência. Julgamos que o entendimento da problemática em torno dessa discussão seria importante para um professor de física, mesmo ela sendo considerada na literatura como um aspecto não consensual da natureza da ciência (EFLIN, GLENNAN e REISCH, 1999). Em situações de ensino seria indesejável um tratamento dessas entidades como se sua existência fosse algo trivial, tal como a existência dos objetos ordinários que podem ser apreendidos diretamente pelos sentidos, ou como se elas fossem meras ficções, ignorando os avanços científicos e tecnológicos realizados levando em consideração sua existência.

Para nossa análise, focamo-nos especificamente em três entidades: o fóton, o quark e o elétron. Nossa intenção não é buscar saber o que a física diz sobre elas, mas sim como o livro as apresenta. Dessa forma, realizamos um estudo (MARINELI, 2016) com o objetivo de saber: (1) a justificativa usada pelo livro para as entidades serem consideradas reais, ou seja, o critério usado para caracterizar sua realidade e (2) se as discussões dessa realidade, bem como outras caracterizações sobre as entidades, são significativas frente às demais vezes em que conteúdos referentes a elas aparecem no livro. Por uma questão de espaço, será apresentada no presente trabalho somente parte da pesquisa relacionada ao segundo objetivo.

Ainda em relação ao segundo objetivo, nossa investigação buscou compreender se as entidades científicas são tratadas no livro de uma forma que possamos caracterizar como rotineira (GIDDENS, 2009), considerando que nessas situações a reflexividade estaria de certa forma limitada, assim como estariam limitadas certas formas de compreensão acerca dessas entidades.

## O livro analisado

Para a nossa pesquisa, a coleção de livros escolhida para a análise foi o Halliday (HALLIDAY, RESNICK e WALKER, 2009a; 2009b; 2009c; 2009d). Essa é uma das mais famosas coleções de livros de física, amplamente utilizada nas disciplinas iniciais de cursos superiores. Foi considerada pela American Physics Society como 'o texto de física mais marcante do século XX' (ZWIEBEL, 2012, p.8, tradução nossa).

A coleção de livros em questão possui 4 volumes, divididos nos temas Mecânica (vol.1), Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol.2), Eletromagnetismo (vol.3) e Óptica e Física Moderna (vol.4).

Os capítulos do Halliday possuem todos a mesma estrutura. Em linhas gerais, o projeto editorial dos capítulos é constituído por (i) uma parte inicial com o conteúdo tratado, que chamamos de parte principal, (ii) por uma parte de revisão e resumo, (iii) por uma de perguntas e, por fim, (iv) uma parte de problemas. A parte principal (i) é dividida em seções e subseções. Os elementos que a compõe são títulos e subtítulos, o corpo mesmo do texto (incluindo equações, imagens e tabelas), legendas (de imagens e equações), exemplos e, em alguns capítulos, testes e táticas para a resolução de problemas. Após a parte principal, na sequência do capítulo, existe a parte de revisão e resumo (ii) do que foi visto anteriormente, fixando-se principalmente nos resultados das teorias apresentadas. Essa segunda parte também possui títulos e pode ter equações e figuras com suas legendas. A terceira parte (iii) é composta por perguntas (que não envolvem cálculos) e, por fim, a quarta parte (iv) é onde são apresentados problemas (esses sim com cálculos algébricos, salvo raras exceções, e em quantidade muito maior que as perguntas). Essa última parte também apresenta títulos, idênticos aos títulos das seções da parte principal, indicando a quais seções os problemas se referem.

## Forma de análise do livro

Na análise da coleção de livros, realizamos uma Análise de Conteúdo (MORAES, 1999). Cabe mencionar que além dos quatro livros que compõem a coleção também usamos a versão em inglês dela (HALLIDAY, RESNICK e WALKER, 2008), que é seu idioma original, para tirar algumas eventuais dúvidas que apareceram na leitura da versão em português. Dos livros, olhamos somente aquilo que estava no interior dos capítulos, ou seja, ficaram de fora sumários, prefácio, conteúdos dos apêndices, respostas dos problemas, índices, tabelas com propriedades e tabelas com constantes físicas. Definimos como unidade de análise trechos em que havia menções às entidades pesquisadas. Queríamos observar a forma pela qual eram feitas essas menções, se havia uma justificativa para que elas fossem tomadas como reais, ou se havia alguma caracterização delas, e os locais do texto em que isso ocorria. Esses locais foram, justamente, nossa unidade de contexto , ou seja, registramos se as menções às entidades foram feitas na parte principal do texto, na parte da revisão, na parte das perguntas ou na dos problemas.

Ainda sobre a unidade de análise, a definição dos trechos selecionados dependia da parte do capítulo onde estavam, mas sempre buscando selecionar uma ideia completa. Quando no corpo do texto da parte principal, os trechos foram definidos por subseção. Não separamos as subseções em partes menores entendendo que não faria sentido subdividi-las, tendo em vista que formam o todo

de uma explicação ou caracterização. No entanto, os títulos, subtítulos e legendas não foram incluídos na categorização, uma vez que as menções às entidades nessas partes podiam não compor uma ideia completa, o que tornava sem sentido tentar categorizá-las. Ainda na parte principal, os exemplos, testes e táticas para a resolução de problemas sim foram categorizados, tomados como um todo.

As partes de revisão e resumo estavam estruturadas em tópicos. Dessa forma, para a escolha dos trechos, optamos por usar o tópico todo, sem separá-lo em trechos menores. Assim como na parte principal, também aqui os títulos e legendas não foram incluídos na categorização. Já em relação às partes de perguntas e de problemas, os trechos mínimos foram cada pergunta e cada problema, tomados de forma inteira. Os títulos também não foram incluídos.

Para a categorização, os trechos com menções às entidades foram agrupados em duas categorias, definidas à priori, conforme o que era tratado neles:

Categoria 1 - Existência/caracterização . Entraram aqui dois tipos de trechos que mencionavam entidades: o primeiro tipo corresponde aos locais em que era explicado porque elas eram tomadas como reais, ou seja, quando era dado algum tipo de justificativa para a atribuição de realidade às entidades; o segundo tipo corresponde às menções onde era tratada de alguma de suas características. São momentos em que as entidades estão sendo 'apresentadas'.

Categoria 2 - Aplicação e outros . Diz respeito aos locais em que se fazia algum 'uso' das entidades (muitas vezes junto das teorias que dão suporte a elas), ou em outras formulações teóricas, ou para resolver problemas ou em exemplos. Nesses casos, as entidades já tinham certas características definidas e eram consideradas reais. Também entraram aqui os casos em que eram feitas simples menções a elas enquanto era tratado outro assunto.

Em relação à Categoria 1, sabemos que deixar em uma mesma categoria elementos que trazem justificativa de existência com os que apresentam características das entidades pode não esclarecer bem a distinção entre, por um lado, caracterizações e atribuições de existência justificadas e, por outro, caracterizações que somente são discriminadas sem preocupações com as justificativas. A questão é que as partes do livro que tratam da existência das partículas muitas vezes são as mesmas que as caracterizam, dificultando essa separação. Além disso, também apareceram casos em que são apresentadas algumas características da entidade em uma seção e, na seção seguinte, diz-se que a entidade é tomada como real para se explicar um fenômeno, usando para isso as características apresentadas anteriormente. Isso mostra que separar as menções sobre o porquê de uma partícula ser tomada como real das menções sobre as características dela nem sempre era viável, já que algumas vezes essas coisas aparecem juntas no livro, uma dando suporte à outra. Outra justificativa para a junção é que algumas vezes a atribuição de realidade a uma partícula e a atribuição de características a ela são feitas por meio do mesmo tipo de inferência (abdução).

Para a categorização dos trechos que citam as entidades, adotamos o seguinte procedimento: para pertencer à Categoria 1 deveria haver no trecho (i) uma explicação sobre o porquê de a partícula ser considerada real ou (ii) ser feita alguma caracterização dela; para pertencer a Categoria 2, no trecho não deveriam haver os dois casos anteriores, mas somente 'usos' da entidade em situações específicas. Os resultados obtidos da categorização serão descritos a seguir.

## Descrição dos resultados da categorização

A seguir, nos Quadros 1 a 3, indicamos a quantidade de trechos classificados em cada categoria, apontando seus locais nos capítulos.

Quadro 1: Número de trechos que mencionam as palavras fóton ou fótons, categorizados

Quadro 2: Número de trechos que mencionam as palavras quark ou quarks, categorizados

Quadro 3: Número de trechos que mencionam os termos elétron ou elétrons, categorizados

Observamos nos quadros que os trechos classificados na Categoria 2 são em número maior (em alguns casos muito maior) que aqueles que entraram na Categoria 1. Esses últimos correspondem a 7,4% do total no caso do fóton, 20,7% no caso do quark e 5,2% no caso do elétron.

Podemos perceber que no caso do quark há relativamente mais menções dentre as classificadas na Categoria 1. Isso é razoável considerando que há mesmo menos possibilidades de 'uso' dele em comparação com o fóton e o elétron e, além disso (e talvez por isso), ele foi tratado somente no último capítulo do livro.

De modo geral, os trechos classificados na Categoria 1, quando apareceram, se encontravam quase todos na parte principal do capítulo. Em alguns casos, certas descrições também apareceram na revisão (que em parte repetia o que havia sido dito anteriormente). As menções nas demais partes dos capítulos eram de usos das entidades, consequentemente entrando na Categoria 2. Ainda em relação à parte principal do capítulo, apesar de ser nele que estavam quase todos os trechos que entraram na Categoria 1, a maioria desse conteúdo também diz respeito a 'aplicações' e, consequentemente, entrou na Categoria 2.

O maior número de trechos classificados na Categoria 2 indica que no livro há uma valorização de aplicações e usos das entidades e teorias que lhes dão suporte. A resolução de problemas, e não discussões epistemológicas e ontológicas, é o foco do livro. Essa questão também pode ser percebida por meio do significativo número de menções às entidades nos exercícios algébricos. No projeto editorial do livro esse tipo de exercício é muito valorizado, aparecendo como 'aplicações' das noções sobre as entidades e das teorias que as sustentam. Nesses casos, o uso das entidades, sobretudo de equações relacionadas, é feito para resolver algo que foi indagado. Da mesma forma, a parte de perguntas também traz 'aplicações' teóricas, propondo a utilização uma teoria para tratar certa questão.

Um último ponto a ser mencionado é que a Categoria 1, como já dissemos, reúne dois tipos de informações: aquelas referentes às justificativas para as entidades serem tomadas como reais e aquelas relacionadas a características dessas entidades. Dessa forma, tendo em vista que ambas estão juntas nos números referentes à Categoria 1, precisamos considerar, mesmo qualitativamente, que as discussões a respeito da realidade das entidades são ainda menores que as mostradas nessa categoria, ou seja, parece que esse tipo de informação tem mesmo pouca relevância no livro.

## Discussões e interpretações dos resultados

Como vimos, os trechos classificados na Categoria 2 (aplicação e outros) ocorrem em número muito maior que os classificados na Categoria 1 (existência/caracterização). Assim, o contato do leitor com as entidades se dá pouco nas discussões sobre sua realidade ou em suas caracterizações e muito nas aplicações relacionadas a essas entidades, sobretudo em inúmeros exercícios algébricos. Aliás, podemos inclusive dizer que as discussões sobre realidade, quando ocorrem, acabam suplantadas, pelo pouco destaque, frente ao número muito maior de vezes em que as entidades são tratadas como já existentes e são utilizadas em outras explicações ou em exercícios.

Nesse sentido, consideramos que o tratamento utilitarista dado às entidades nesta obra possui um caráter rotineiro . Giddens (2009), propõe o conceito de rotinização para tratar do caráter habitual da maior parte das práticas da vida social, onde preponderam formas de conduta familiares, sustentadas por uma confiança de que as coisas são como aparentam ser. Esse autor aponta que os atores humanos possuem como aspecto inerente a capacidade de entender o que fazem, que a capacidade de reflexão é uma característica presente na conduta social. No entanto, essa reflexividade operaria somente de forma parcial no nível daquilo que Giddens chamou de consciência discursiva , muito do que as pessoas sabem acerca do que fazem e porque fazem está no nível da consciência prática e se baseia em conhecimentos tácitos. Na consciência prática, a reflexividade seria uma espécie de monitoração contínua da ação, própria e dos outros, ou do fluxo contínuo da vida social. Esse monitoramento envolveria uma reflexividade mínima e garantiria a capacidade de prosseguir no âmbito das rotinas dos diferentes contextos que as pessoas tomam parte.

Cabe esclarecer que rotinas não são formas de comportamento executadas sem a intervenção do pensamento, mesmo elas sendo compostas por atividades que muitas vezes são empreendidas de maneira idêntica dia após dia. No entanto, as formas de reflexão estariam limitadas ao fluxo das atividades, sem que isso

necessariamente passe pela consciência discursiva. Questionamentos referentes a intenções ou razões de certas condutas não são normalmente formulados pelas pessoas, mas podem ser se elas se depararem com uma 'quebra' na previsibilidade da rotina, o que demandaria um nível de reflexão além daquele da consciência prática. Mas, conforme esclarece Giddens, esses momentos de 'quebra' não são tão frequentes e a continuidade da vida ordinária seria impossível se todos os objetos ou situações fossem submetidos a questionamentos e/ou a análises.

Como já foi dito, entendemos que o livro didático em análise adota um caráter rotineiro em relação ao tratamento das entidades. Há um caráter habitual, justamente na aplicação delas, e das teorias relacionadas, nas situações propostas, principalmente em exercícios. Nessa atuação rotineira, o que se tem preponderantemente é um tipo de contato com as entidades que não demanda reflexões sobre sua existência, mas uma reflexividade relacionada ao 'como fazer', ao como usar certos conteúdos para resolver problemas, suficiente para o desenvolvimento das rotinas. Isso representa modos de pensar relacionados à consciência prática. As entidades simplesmente são tomadas como reais de antemão, de maneira tácita, existindo uma confiança que elas são aquilo que o livro mostra que são.

Conforme apontamos, segundo Giddens, uma forma de trazer uma questão para uma reflexão que vai além da consciência prática seria por meio de uma quebra na previsibilidade da rotina, como por exemplo em uma situação incomum, já que isso demandaria uma reflexão no nível da consciência discursiva. No entanto, o livro não oferece essa oportunidade de 'quebra', há sempre um mesmo padrão de abordagem, que enfoca primordialmente a resolução de problemas, com as entidades sendo consideradas como reais de antemão.

Essa ausência de reflexão sobre a existência das entidades também é algo que pode ser aproximado das formas pelas quais a realidade cotidiana geralmente é tomada, de uma maneira pragmática, utilitária e sem reflexões sobre os seus fundamentos (SCHUTZ, 1974). Dessa forma, temos que no caso do livro em analise, assim como em relação à realidade cotidiana no geral, a reflexividade relacionada à consciência discursiva parece não estar presente quando se trata da existência dos componentes do mundo.

## Considerações finais

Partimos da posição de que ensinar/aprender física envolve não somente tratar de aspectos conceituais e operacionalizações das suas teorias, mas também reflexões sobre questões relacionadas à natureza dos seus conhecimentos, inclusive sobre a realidade das entidades científicas. No entanto, apesar da importância, reflexões sobre a realidade das entidades não parecem receber muita atenção quando se pensa em formas mais tradicionais de ensino de física.

No livro analisado no presente estudo, as entidades científicas - produtos das investigações da ciência e parte do conhecimento construído por ela -, são tratadas na maior parte do tempo de forma operacional, com ênfase em cálculos matemáticos. Entendemos que essa abordagem possui uma feição rotineira (GIDDENS, 2009), com foco em atividades de aplicação e resolução de problemas algébricos, atividades essas que não exigem reflexões sobre a realidade das entidades, mas tão somente reflexões concernentes ao 'como fazer', ou seja, à utilização delas e das teorias relacionadas na resolução de exercícios.

Atividades rotineiras limitam os modos de pensar àquilo que Giddens chamou de consciência prática. Dessa forma, a compreensão dos alunos que aprendem física por esse livro, acerca da realidade das entidades, pode permanecer em um nível tácito e utilitário, não havendo elementos suficientes para o esclarecimento da problemática acerca de como a realidade é caracterizada pela ciência e, mais ainda, em que sentido as entidades científicas podem realmente ser consideradas reais.

## Referências

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