FÍSICA NA COZINHA: UM ESPAÇO DIDÁTICO PARA DISCUSSÕES DE TEMÁTICAS DA EDUCAÇÃO CIENTÍFICA

## FÍSICA NA COZINHA: UM ESPAÇO DIDÁTICO PARA DISCUSSÕES DE TEMÁTICAS DA EDUCAÇÃO CIENTÍFICA

## PHYSICS IN THE KITCHEN: A TEACHING SPACE FOR DISCUSSIONS ON SCIENTIFIC EDUCATION THEMES

## Pina Elisa Di Nuovo Fernandes Sollero , Winston Gomes Schmiedecke 1 2

1 Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ensino de Ciências - Universidade de São Paulo, pina@usp.br

2 Instituito Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo / Departamento de Ciências e Matemática, winston.fisica@gmail.com

## Resumo

A premente necessidade de estabelecer um diálogo pragmático entre os professores de física e seus colegas das Ciências da Natureza (CN), previsto pela Base Nacional Comum Curricular (BNCC), assim como a de pesquisar e aplicar práticas didáticas inovadoras foram elementos de estímulo para o planejamento e a proposição das ações implementadas nesse trabalho. Para tanto, elaboramos um minicurso que foi recentemente aplicado no contexto do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID), com o objetivo de fornecer a licenciandos das CN e a professores supervisores do PIBID um olhar sobre o ensino de Física baseado na problematização dos conteúdos escolares, oferecendo uma visão interdisciplinar que valoriza os conhecimentos prévios dos alunos, a relação afetiva de suas vivências na cozinha e, de forma adicional, permite-lhes transcender a percepção de uma ciência produzida apenas por grandes gênios trabalhando em laboratórios superequipados. Utilizamos receitas e situações próprias da culinária, simples e de baixo custo de preparo, como motivadoras da proposição dos tradicionais temas científicos a serem abordados em sala de aula. Em cada encontro, os participantes eram estimulados a se envolver nos experimentos práticos propostos e a contribuir com as discussões teóricas desencadeadas por essas atividades para, assim, construirmos juntos os conceitos da Ciência. Desse modo, licenciandos e professores puderam colaborar, dentro das atividades de fechamento do curso, com a elaboração de sequências de ensino pautadas pelas práticas apreendidas a serem oportunamente aplicadas nas salas de aula onde atuam. Com nossos resultados, pretendemos ressaltar a possibilidade de a Física ensinada na Escola Básica dialogar de forma contextualizada com outras disciplinas do núcleo comum.

Palavras-chave: formação de professores, problematização, PIBID, física na cozinha.

## Abstract

The urgent need to establish a pragmatic dialogue between physics teachers and their colleagues in the Natural Sciences (CN), foreseen by the National Common Curricular Base (BNCC), as well as to research and apply innovative didactic practices, were elements of encouragement for planning and proposing the actions implemented in this work. To this end, we prepared a short course that was recently applied in the context of the Institutional Program for Teaching Initiation Scholarships (PIBID), aiming

to provide the undergraduate students of the CN and the supervising teachers of PIBID a look at the teaching of Physics based on problematization of school content, offering an interdisciplinary view that values students' prior knowledge, the affective relationship of their experiences in the kitchen and, in addition, allows them to transcend the perception of a science produced only by great geniuses working in overequipped laboratories. We used recipes and typical culinary situations, simple and with low cost of preparation, as motivators for proposing traditional scientific themes to be addressed in the classroom. In each meeting, the participants were encouraged to get involved in the proposed practical experiments and to contribute to the theoretical discussions triggered by these activities in order to build Science concepts together. Thus, undergraduates and teachers were able to collaborate, within the closing activities of the course, with the development of teaching sequences based on the learned practices to be opportunely applied in the classrooms where they work. With our results, we intend to emphasize the possibility of the Physics taught in the Basic School to dialogue in a contextualized way with other subjects of the common nucleus.

Keywords : teacher training, problematization, PIBID, physics in the kitchen.

## Introdução

O ensino das disciplinas relacionadas às Ciências da Natureza (CN) Biologia, Física e Química - está em cheque há décadas, uma vez que o currículo escolar atual é apresentado de forma desconexa da vida dos estudantes. Os questionamentos são diversos e complexos e, dentre outros resultados de livre acesso ao público geral, o Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) ratifica as falhas do 1 sistema atual. Tal realidade reforça o valor das pesquisas em torno de práticas didáticas comprometidas com melhor problematizar, contextualizar e, por consequência, atribuir significados para situações cotidianas relacionadas aos objetos do conhecimento abordados pelas CN na Escola Básica.

Justificamos nossa proposta no potencial didático que atribuímos às abordagens experimentais devidamente problematizadas, em consonância com o que preconizam algumas investigações de relevante valor na área de Ensino de Ciências (CARVALHO, 2013; DELIZOICOV, 2001; RICARDO, 2010). Acreditamos que a proposição de questões inseridas na realidade dos alunos, adequadamente contextualizadas em sua situação social, facilite a construção dos conhecimentos científicos em parceria com os educandos, dando-lhes protagonismo e auxiliando-os a desenvolverem o senso crítico necessário para uma vivência cidadã.

Outrossim, vale destacar que a vivência familiar perpassa pela cozinha. É na mesa da cozinha em que muitas crianças fazem a lição de casa, enquanto conversam e observam o trabalho de seus responsáveis no preparo das refeições. Logo, esse seria o ambiente do início da formação do saber de muitos alunos, partindo das relações estabelecidas com outros indivíduos. Tal experiência constitui parte importante da formação pessoal, levando participantes do 1° Colóquio de História e Cultura da Alimentação a definirem

como 'novos' aspectos de estudo temas como a construção da identidade através da comida, redefinições dos conceitos de cozinha nacional e regional, sociabilidade à mesa e, principalmente, os aspectos simbólicos do alimento e de seus métodos de preparo (COUTO, 2011, p. 22).

Ademais, a proposta de ensinar Ciências na cozinha foi objeto de estudo de um grupo de pesquisadores americanos que propôs uma disciplina eletiva contemplando essa aproximação para cursos de graduação das universidades de Harvard e da Califórnia. Dentre os resultados obtidos, ROWAT et al. (2014) notaram o êxito na prática de um ensino capaz de dar protagonismo ao educando:

Nós descobrimos que aulas semanais de chefes [de cozinha] e de professores, combinadas com experimentos de laboratório comestíveis, geram entusiasmo e provêm forte motivação para os estudantes aprenderem física. Ao final do curso, os alunos são capazes de conduzir uma experiência científica independente e apresentar seus resultados numa feira de ciências (ROWAT et al. , 2014, p. 512, tradução nossa).

De forma complementar, os constructos, práticas e resultados decorrentes do conjunto de ações desenvolvidas no âmbito deste trabalho possibilitam auxiliar os docentes no processo de adequação de suas práticas didáticas às determinações constantes na BNCC, relacionadas à necessidade do trabalho, de maneira integrada, com temáticas relacionadas às três áreas do conhecimento que compõem as CN.

Pretendemos, assim, atingir a memória afetivo-vivencial (MÁXIMO-PEREIRA, 2016) dos estudantes no que tange suas experiências na cozinha, bem como o conjunto de saberes que já possuem, para gerar o interesse no aprendizado dos conceitos das CN envolvidos em cada atividade proposta e para que se apropriem dos conhecimentos construídos.

Para além de dar significado aos problemas científicos trazidos pelo professor, o ato de recuperar conhecimentos de experiências vividas em família favorece a conexão afetiva dos alunos com a disciplina. Essa relação é importante para desfazer o estigma de que as aulas de Física são difíceis, abstratas e enfadonhas e de que seu estudo não tem relevância para a vida dos estudantes. Acreditamos que desmistificar processos e resultados da ciência é uma prática capaz de desenvolver o olhar crítico dos alunos, essencial para a formação de sua cidadania e, de maneira complementar, de estimular seu ingresso na carreira científica.

## Problematização e interdisciplinaridade no ensino de ciências

Os atuais ideais de educação buscam romper com o ensino expositivo pautado na reprodução, por parte do professor, dos livros e demais materiais de cunho didático, prática que as pesquisas contemporâneas convencionaram denominar 'ensino tradicional' (KILLNER, 1999; SCHÖN, 1992).

Como alternativa, a resolução de problemas devidamente contextualizados seria uma prática destinada a oferecer aos alunos condições para que possam raciocinar e construir seu conhecimento (DELIZOICOV, 2001), dando-lhes tempo e oportunidade para aprender com seus erros (CARVALHO, 2013).

Visando transcender a máxima de Karl Popper (1902-1994), que "na escola se ensinam respostas a perguntas que não foram feitas" (RICARDO, 2010, p.9), consideramos essencial (e possível) trabalhar problemáticas com as quais os alunos estejam familiarizados, como aquelas vivenciadas na cozinha de suas casas.

Admitindo-se que "qualquer novo conhecimento tem origem em um conhecimento anterior" (CARVALHO, 2013, p. 2), para que o aluno seja capaz de construir seu saber torna-se imperiosa a proposição de questões que se relacionem com o seu cotidiano e sua história de vida. Logo, ensinar os aspectos científicos que explicam, por exemplo, como fazer um bife macio sem partir de um corte nobre (e caro!), porque o bolo cresce no forno, o que significam as informações das tabelas nutricionais dos alimentos etc., é promover a problematização das aulas que remetem a assuntos que já fizeram parte do imaginário dos estudantes, viabilizando a apropriação dos conceitos teóricos relacionados.

Adicionalmente, explorar práticas docentes pautadas na interdisciplinaridade, de fato, é um caminho para alcançar a educação integradora que pesquisadores da área do ensino vêm buscando em suas pesquisas, pois:

A abordagem interdisciplinar favorece ainda a formação de um sujeito participativo, com maior interação nas atividades escolares e ainda leva o conhecimento adquirido em sala de aula para seu cotidiano, o que favorece uma melhor comunicação desse sujeito com a sociedade (LAGO; ARAÚJO; SILVA, 2015, p. 54).

Com esse intuito, elaboramos uma sequência de ensino partindo do conceito de Demandas de Aprendizagem (DA), de AGUIAR JÚNIOR (2005), identificadas

por meio da análise das diferenças entre o conhecimento prévio dos estudantes e o conhecimento que se pretende ensinar. Muitas vezes, é difícil estabelecer um diagnóstico preciso dos conhecimentos prévios de nossos alunos, mas podemos ter acesso, por meio de pesquisas em ensino, às tendências mais comuns do pensamento de crianças e adolescentes acerca de muitos tópicos de conteúdo escolar (AGUIAR JÚNIOR, 2005, p. 13).

Consideramos que a compreensão das DA de determinado objeto do conhecimento permite a identificação de lacunas a serem preenchidas, por meio de ações elaboradas em sintonia com as características de cada realidade educacional. A próxima seção destina-se a contextualizar e descrever o processo de elaboração e aplicação da sequência de ensino que dá suporte às asserções feitas neste trabalho.

## Metodologia e descrição das atividades desenvolvidas

O minicurso foi aplicado em uma instituição pública de ensino superior paulista, tendo 44h de duração (6 encontros presenciais de 4h cada e 20h de atividades a distância, controladas via moodle ). Os participantes eram licenciandos das CN (1 da Biologia, 1 da Química e 5 da Física) e professores da rede pública de ensino (2 de física e 1 de matemática), dos quais 7 eram vinculados ao PIBID. Os temas das aulas foram: 1) medidas em Ciências; 2) levain (o fermento natural); 3) panificação; 4) bolos; 5) selagem de carnes; e 6) nutrição e reserva energética dos alimentos.

- O conteúdo de cada aula foi programado levando-se em conta as DA previamente consultadas na literatura, como sugere AGUIAR JÚNIOR (2005). Em cada início de aula, fazíamos perguntas abertas aos alunos para definir os objetivos de ensino específicos da turma e adaptar ou selecionar o que seria de fato trabalhado dentre as diversas possibilidades de discussão sobre o tema proposto.

Em respeito às limitações de espaço aqui impostas, restringimos nossos registros e análises aos temas trabalhados na aula 4, iniciados por um questionário impresso entregue para os alunos preencherem acerca dos processos relacionados ao preparo de bolos. A seguir, retomamos alguns dos conceitos trabalhados nas

discussões promovidas nas aulas anteriores. Esses resultados estão registrados a seguir, no Quadro 1.

Quadro 1: Demandas de aprendizagem - Aula de bolos.

- - Conceituar equilíbrio térmico e os processos de trocas gasosas.

Fonte: Elaborado pelos autores.

Para contemplar os objetivos de ensino da temática abordada, elaboramos e descrevemos a seguir uma sequência de ensino segundo sugere AGUIAR JÚNIOR (2005), contendo uma atividade de problematização, duas atividades de desenvolvimento da narrativa de ensino, duas atividades de aplicação de novos conhecimentos e uma estratégia de fechamento.

## Atividade de problematização

As questões a seguir foram propostas para contextualizar o tema da aula e, a partir das respostas obtidas, levantar os problemas a serem enfrentados:

- - Quem já fez bolo em casa ou acompanhou alguém fazendo?
- - Quais são os ingredientes básicos?
- - O que é um bolo bom e bonito para vocês? (Descontando as coberturas)
- - O que acontece com o bolo quando dá errado?
- - O que faz o bolo crescer?

## Atividades de desenvolvimento da narrativa de ensino

Depois dos alunos falarem do fermento, questionamos sobre sua composição. Orientamos a discussão para uma comparação com os fermentos biológicos utilizados em panificação. A seguir, propusemos um experimento investigativo utilizando tubos de ensaio, com amostras de vinagre, bicarbonato de sódio, fermento químico em pó, açúcar, água quente e água fria. Conduzimos a discussão entre os alunos para que descobrissem quais combinações de elementos promoviam reações mais intensas ou rápidas. Por fim, questionamos se eles conheciam outro tipo de fermento além dos biológicos ou químicos.

## Atividades de aplicação

Para discutir os princípios do fermento físico, montamos uma génoise 2 de demonstração para a turma. Durante o banho-maria, medimos periodicamente a temperatura da mistura, justificando o porquê de não exceder os 45°C nessa etapa . 3

Após colocar a massa no forno, explicamos esquematicamente na lousa as reações de neutralização ácido-base, identificando os reagentes com os ingredientes de uma receita básica de bolo, fazendo os paralelos com o que era esperado para nossa génoise ou para um suflê, cujos mecanismos de expansão são semelhantes.

Segundo Hervé This, um físico-químico francês dedicado à gastronomia,

se um suflê perde cerca de 10g de água durante o cozimento, vemos que as expansões geralmente obtidas não estão à altura das possibilidades. Retendo todo o vapor, deveríamos poder formar aproximadamente 10L de suflê com 300g de preparação. Como? Tornando a superfície impermeável às bolhas de vapor. É necessário fazer formar crosta na superfície, antes ou durante o cozimento (THIS, 2009, p. 8, tradução nossa).

Considerando-se que os ingredientes utilizados são ovos, farinha e açúcar, essa perda de massa se deve à vaporização da água contida nos ovos. A crosta formada na superfície durante o cozimento é análoga ao êmbolo de um sistema fechado de tampa móvel, que passa a impedir o escape de vapor do bolo para o forno. Dessa forma, pudemos, a princípio, aproximar o crescimento do bolo ao que ocorre em uma transformação isobárica. Por fim, construímos na lousa um gráfico de volume por temperatura, desenvolvendo esses conceitos em grupo.

## Estratégia de fechamento

Após analisarmos e discutirmos os resultados obtidos com a experiência proposta no contexto do desenvolvimento da narrativa, sistematizamos os conteúdos desenvolvidos durante a aula (figura 1). A seguir, elaboramos o quadro 2 na lousa com respostas dos alunos sobre as características de cada processo fermentativo, com reflexões sobre o uso de aditivos na fabricação dos alimentos, benefícios de uma alimentação natural e critérios de escolha de alimentos com melhor qualidade.

Quadro 2: Tipos de processos fermentativos e parâmetros adicionais.

Fonte: Elaborado pelos autores a partir da interação com os alunos, feito em aula.

## Resultados e análises

A Figura 1 a seguir apresenta, na forma de um diagrama de Venn, os conteúdos programáticos das CN passíveis de serem contemplados pela sequência de ensino. Esse delineamento foi constituído de forma colaborativa, a partir do diálogo com os participantes do minicurso, na parte final da aula.

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Fonte: Elaborado pelos autores a partir da interação promovida em aula com os alunos.

O primeiro aspecto que ressaltamos, por já se destacar visualmente, é a desproporcional quantidade de conteúdos na intersecção da Biologia com a Química em comparação com as possibilidades de aproximação da Física com a Biologia ou com a Química. Esse fato evidencia e, talvez, justifique a histórica dificuldade de se estabelecer ações interdisciplinares duradouras entre a Física e as demais CN.

Apresentar os conceitos destacados na interface Física-Química do diagrama a partir do cozimento do bolo gerou grande interesse dos alunos em participar da discussão. Contudo, seu surgimento adveio originalmente de uma premissa que se mostrou equivocada: a ação do chamado 'fermento físico' não permite que a transformação sofrida pelo gás seja, de fato, isobárica. Isso porque a quantidade de mols no sistema é variável. Tal consciência veio à tona somente ao elaborarmos o diagrama de Venn, que nos revelou uma estratégia de fechamento muito eficaz.

Segundo a opinião dos professores supervisores, recursos estruturais e materiais que imaginávamos ser de fácil acesso e disponibilização na escola pública, caso das cantinas e seus apetrechos básicos, deverão ser negociados na escola com grande antecedência e, ainda assim, precisarão ser complementados pelo professor. Esses profissionais reafirmaram, respaldados pelas impressões dos pibidianos, aquilo que parece ser consensual: o nível de abandono e deterioração desses espaços nas escolas públicas paulistas é extremamente elevado e, portanto, preocupante.

## Considerações finais

O uso de experimentos contextualizados na vivência dos alunos na cozinha permitiu-lhes perceberem-se como parte do processo criativo do conhecimento científico. Por se tratar de professores em formação continuada, a abordagem viabiliza a constituição de práticas docentes voltadas a contestar a ideia de que apenas grandes gênios são responsáveis individualmente pelos avanços da ciência. Desse modo, é possível melhorar o desempenho e envolvimento dos estudantes por meio da devida apropriação dos saberes construídos por eles próprios durante as aulas.

A diversidade dos conhecimentos abordados no minicurso - originalmente apresentados de forma compartimentada (ou na Física, ou na Química, ou na Biologia) e descontextualizada - foi destacada pelos participantes como um ponto muito positivo do trabalho. Para além da práxis didática, essa abordagem motivou-os a, inclusive, promoverem reflexões relacionadas a mudanças em alguns de seus hábitos alimentares.

O potencial didático das ações praticadas no minicurso foi motivo de destaque por parte dos professores supervisores com base nos anos de vivência na rede pública de ensino, que ressalvaram a necessidade de adaptações das atividades em função das limitações de infraestrutura de cada espaço didático, fato que reafirma a importância da continuidade das pesquisas nesse campo de estudos.

## Referências

AGUIAR JÚNIOR, O. G. Módulo Didático: O planejamento de ensino. SEEMG, 2005.

CARVALHO, A. M. P. O ensino de Ciências e a proposição de sequências de ensino investigativas. In: \_\_\_\_\_ (org.). Ensino de Ciências por investigação: condições para implementação em sala de aula. São Paulo: Cengage Learning, 2013. p.1-20.

COUTO, C. L. M. Alimentação no Brasil Imperial: Elementos para um estudo de questões dietéticas, químico-médicas e da fisiologia do gosto. 2011. 256 f. Tese (Doutorado em História da Ciência) - Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, 2011.

DELIZOICOV, D. Problemas e Problematizações. In: PIETROCOLA, M. Ensino de Física : conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora . 2ª. ed. Florianópolis: Editora da UFSC, 2001. p. 1-17.

KILLNER, I. G. Ensino de Ciências: novas tendências, velhos hábitos. In: Ciclo de Seminários em Ensino de Ciências, Matemática e Educação Ambiental, 8, Resumos... Bauru: Faculdade de Ciências, Universidade Estadual Paulista, 1998.

LAGO, W. L. A.; ARAÚJO, J. M.; SILVA, L. B. Interdisciplinaridade e ensino de ciências: Perspectivas e aspirações atuais do ensino. SABERES . Natal, v. 1, n. 11, p. 52-63, 2015.

MAXIMO-PEREIRA, M.; ABIB, M. L. V. S. Memória, cognição e afetividade: um estudo acerca de processos de retomada em aulas de Física do Ensino Médio. Ciência &amp; Educação . Bauru, v. 22, p. 855-873, 2016.

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ROWAT, A. C., SINHA, N. N.; SORENSEN, P. M.; CAMPÀS, O.; CASTELLS, P.; ROSENBERG; D., BRENNER, M. P.; WEITZ, D. A. The kitchen as a Physics classroom. Massachusetts: Harvard, 2014.

SCHÖN, D. A. Formar professores como profissionais reflexivos. In: NÓVOA, Antonio (org.). Os professores e a sua formação. Lisboa: Publicações Dom Quixote, 1992. p. 79-92.

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