Uma experiência utilizando o enfoque Histórico-Filosófico da Ciência no ensino dos conceitos de eletricidade e magnetismo

## Uma experiência utilizando o enfoque Histórico - Filosófico da Ciência no ensino de conceitos de eletricidade e magnetismo

1 Celso Anderson Cardoso da Silva; Newton Fraga; Airton Stori; Maycon Adriano 2 3 4 Silva; 5 Sérgio Camargo

## RESUMO

Este trabalho foi desenvolvido numa escola da rede estadual de ensino da cidade de Curitiba, no âmbito do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação a Docência, utilizando uma abordagem histórico-filosófica da ciência no ensino de Física. O objetivo central deste trabalho é apresentar os resultados dessa experiência utilizando essa abordagem no ensino de conceitos físicos relacionados à eletricidade e magnetismo. Desenvolvido no ano de 2010 numa turma do terceiro ano do ensino médio no período noturno. Foram utilizados vídeos retirados do portal dia-a-dia educação, procedimentos experimentais qualitativos e textos construídos para apresentar os conceitos físicos e seu desenvolvimento histórico. Vale ressaltar que todas as atividades foram planejadas e discutidas em parceria com o professor supervisor, responsável pela disciplina de Física do colégio. Os dados foram constituídos a partir de anotações diárias sobre os acontecimentos em sala de aula, questionários e avaliações realizadas sobre os conceitos trabalhados. Analisando os resultados pode-se dizer que a utilização deste enfoque corroborou para uma mudança no modo como os alunos percebiam o desenvolvimento histórico dos conceitos estudados. Além disso, notou-se também uma modificação significativa na participação dos estudantes no processo de construção do conhecimento em sala de aula. É possível dizer que a abordagem utilizada no ensino propiciou maior participação deles durante o desenvolvimento das atividades relacionadas aos conceitos físicos.

Palavras-chave : Ensino de Física, História da Ciência, Eletricidade e Magnetismo.

## INTRODUÇÃO

Atualmente um dos maiores desafios encontrados pelos professores de Física em exercício no ensino médio é despertar em seus alunos o desejo de apreender, fomentar a sua curiosidade e interesse pelos assuntos discutidos em sala de aula.

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Existem várias pesquisas (FREITAS, REIS, BRAGA, 1998; GUERRA, REIS, BRAGA, 1998, 2004; RICARDO, FREIRE, 2007; SOUZA FILHO e BOSS, 2010; BOSS, 2009, 2010, 2011; BISCAINO e CAMARGO, 2011, 2012), que utilizam metodologias alternativas para o ensino de conceitos físicos.

Em sala de aula pode-se perceber que, embora esse interesse, aparentemente não se faça presente, os alunos não apresentam grande entusiasmo pelo conhecimento científico. No entanto, fora do ambiente escolar, eles demonstram interesse em compreender e explicar fenômenos presentes em seu cotidiano e na tecnologia que os cerca, isso fica evidente quando percebemos que livros e programas/documentários de divulgação científica, não raramente, tornamse populares.

As discussões científicas fascinam o público, visto o grande número de publicações de divulgações da área. Alguns livros como A Breve História do Tempo de Stephen Hawking tornaram-se Best-Sellers no Brasil (GUERRA, REIS, BRAGA; p.225, 2004).

Essa aparente dualidade pode ser fruto não da complexidade das leis e teorias científicas, mas sim de uma abordagem excessivamente matemática e pouco contextualizada que falha em despertar a curiosidade do aluno e tampouco justifica para ele o estudo de tais teorias e conceitos.

- O domínio das ferramentas matemáticas é importante, mas não deve ser a única habilidade desenvolvida em sala de aula.
- ... a física não é uma ciência que só envolve cálculos e substituição de valores em variáveis como parte dos estudantes do ensino médio acredita. (...) é preciso compreender o fenômeno que ocorre e tentar explicar isso através de uma teoria bem fundamentada (BISCAINO, CAMARGO, 2011).

## Nesse sentido:

...desenvolver competências e habilidades como a comunicação oral e escrita; o confronto das suas suposições individuais e/ou coletivas com as concepções científicas... (SOUZA FILHO, et AL.2011 p. 30).

Compreender os conceitos envolvidos na descrição de cada fenômeno físico e seu desenvolvimento através da história é uma questão relevante. Perceber como tal conceito influenciou a sociedade na época de sua difusão e generalizar casos específicos discutidos em sala de aula para casos atuais do cotidiano é tão importante quanto operacionalizá-lo na solução de problemas.

Outro aspecto a ser considerado é o fato de que livros didáticos e a abordagem do professor não são as únicas fontes de conhecimento científico que o aprendiz tem acesso. Ele é bombardeado a todo o momento por informações de caráter científico e pseudocientífico pelos mais variados meios de comunicação. Isso faz com que ele leve à sala de aula a expectativa que seus questionamentos e suas angustias sejam correspondidos. De acordo com Ricardo e Freire 'VeriÞca-se que alguns alunos depositam uma expectativa na disciplina, a qual lhes proporcionara melhor compreensão do mundo e das coisas que os cercam.' (RICARDO, FREIRE, 2007). Quando tal expectativa não é correspondida, a disciplina passa a parecer algo totalmente inútil e desconexo da realidade.

Entretanto tais expectativas, geralmente, não são alcançadas e o estudo de Física torna-se, em sala de aula, um exercício de manipulação de fórmulas e separação de variáveis que não leva o aluno a uma compreensão real do conceito

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científico tampouco a uma associação entre esses conceitos e realidade que os cerca.

Essa abordagem pode conduzir o aluno a uma visão errônea do que é a Física, bem como da função dos pesquisadores, cientistas e professores que a constroem. Alguns alunos podem ser induzidos a perceber a ciência como uma construção individual feita por poucos gênios que possuíam uma visão privilegiada da realidade.

Esses 'gênios' formulavam suas teorias e leis, que passaram a ser vistas como verdades absolutas e irrefutáveis, em momentos de genialidade de forma independente e isolada em um processo de criação quase mágico e instantâneo.

Esta visão não combina em nada com a realidade vivida por pesquisadores e cientistas que dedicam parte de suas vidas ao árduo trabalho de pesquisa fundamentada em ideias de outros pesquisadores que os precederam na busca por respostas a problemas tecnológicos e científicos de sua época: construindo assim o conhecimento como estudamos e ensinamos hoje.

A Física precisa ser compreendida, por professores e alunos, como uma produção cultural coletiva construída continuamente através das gerações e em constante desenvolvimento e reformulação. Para tanto, é importante que sejam discutidas em sala de aula questões sobre suas origens, motivações e limitações.

É fundamental, então, que as salas de aulas sejam espaços abertos a discussões a respeito dos limites e possibilidades dos conhecimentos construídos pelos homens ao longo da história (GUERRA, REIS, BRAGA; p. 225, 2004)

Essa discussão envolve inevitavelmente uma abordagem histórico-filosófica.

... uma abordagem histórico-filosófica do conhecimento como única maneira de levar os estudantes à completa compreensão do mundo à sua volta (GUERRA, REIS,FREITAS, BRAGA; p. 32, 1998)

Só através do estudo das origens e evolução das ideias científicas o aluno pode superar o ensino puramente teórico do conceito pelo conceito. Contudo, ainda que uma abordagem histórico-filosófica possa trazer grandes benefícios ao aprendizado do aluno, não podemos nos deixar levar por exageros.

Uma abordagem histórico-filosófica é eficiente e interessante, mas não deve ser a única utilizada no processo de ensino.

Apesar da importância desse trabalho histórico-filosófico aprofundado, não podemos correr o risco de transformar as aulas de ciências em cursos de história da ciência. Existem questões específicas a serem trabalhadas no ensino de ciências, como por exemplo: o tratamento de problemas com soluções lógico-matemáticas, a manipulação de experimentos e artefatos técnicos e o conhecimento de produtos científicos e tecnológicos diretamente ligados ao cotidiano dos alunos (GUERRA, REIS, BRAGA; p.226, 2004)

Este trabalho não tem a pretensão de reinventar o ensino de Física, mas sim buscar ferramentas para revitalizá-lo tornando os conceitos físicos mais acessíveis e interessantes ao aluno, utilizando ferramentas que permitam ao aluno perceber a Física não mais como um conjunto de fórmulas e equações sem sentido e sim como

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uma área do conhecimento diretamente relacionada com a sociedade em que se insere. Segundo Andréia Guerra:

No caso particular do ensino de Física, este necessita urgentemente ser revitalizado para que possa servir de instrumento efetivo de reflexão sobre as sociedades contemporâneas. Visto que, num mundo técnico-científico, conhecer como a Ciência se construiu historicamente, bem como quais são seus pressupostos filosóficos, é fundamental para o estudante se tornar um cidadão participativo (GUERRA, REIS, FREITAS, BRAGA; p 32, 1998)

Ao utilizar o contexto de História e Filosofia da Ciência - HFC acredita-se que seja possível quebrar as barreiras da apatia e do desinteresse despertando e fomentando a curiosidade nos alunos motivando-os a estudar e compreender os conceitos físicos apresentados.

## METODOLOGIA

Este trabalho foi desenvolvido no segundo semestre de 2010, no Colégio Estadual Leôncio Correia na cidade de Curitiba/PR, com alunos do terceiro ano do Ensino Médio do turno da noite no âmbito do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência - PIBID juntamente com o professor responsável pela disciplina de Física do colégio, também integrante do PIBID.

Os temas abordados foram conceitos de carga e campo elétrico, Leis de Ohm, potência e magnetismo através de um enfoque histórico e filosófico. Estes temas foram previamente discutidos com o professor supervisor.

As atividades foram organizadas de modo que ocupassem apenas uma das quatro aulas semanais disponíveis na carga horária. Todos os temas foram trabalhados de modo que intervenção histórico-filosófica complementasse ou fosse complementada pela abordagem desenvolvida pelo professor, sem mudanças abruptas de assunto que pudessem confundir o aluno ou prejudicar seu aprendizado.

Um aspecto importante para o desenvolvimento do trabalho foi o diálogo constante com o professor supervisor que, através das suas observações durante as intervenções com o enfoque HFC em aulas posteriores avaliava o impacto causado pelo uso dessa abordagem com os alunos.

A abordagem por meio deste enfoque visava apresentar o desenvolvimento histórico e filosófico dos conceitos discutidos, sua relação com conceitos e ideias que o antecedem enfatizando a importância do trabalho do pesquisador e os obstáculos por ele enfrentados no processo de construção do conhecimento.

As atividades foram desenvolvidas em aulas expositivas (quadro e giz) com uso de materiais de apoio. Estes materiais consistiram de:

- · Vídeos do Portal Dia-a-dia Educação, do Governo do Estado do Paraná, que possibilitaram apresentar e motivar a discussão dos conceitos físicos. A intenção de utilizar os vídeos foi de que se facilitasse a compreensão e a contextualização das tecnologias presentes no cotidiano.
- · Procedimentos experimentais qualitativos que permitissem ao aluno observar de forma clara os fenômenos físicos e que provocassem a sua curiosidade e,

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- · Textos construídos para trabalhar de forma conjunta os aspectos históricos e filosóficos de cada conceito abordado, assim como a compreensão e a habilidade matemática necessárias para a resolução de problemas.

O procedimento adotado para coleta de dados foi por meio de questionários inclusive, alguns com textos de apoio. Neles foram inseridas questões de cunho histórico e filosófico buscando fomentar a reflexão nos alunos sobre o desenvolvimento dos conceitos científicos, a relação com a sociedade de sua época e com teorias previamente existentes. Também foram implantadas questões com objetivo de desenvolver e operacionalizar matematicamente tais conceitos.

## ANÁLISE DOS DADOS

Neste trabalho não faremos um diagnóstico quantitativo dos resultados. Porém é possível, através de uma análise qualitativa e do acompanhamento das aulas, traçar alguns padrões observados, em especial nas respostas dadas pelos alunos nos questionários e em seu comportamento/participação em sala de aula.

As questões propostas aos alunos foram divididas em dois grupos: as de cunho histórico e filosófico e outras voltadas à operacionalização dos conceitos.

Nas questões que tiveram como objetivo avaliar a compreensão e a operacionalização dos conceitos físicos as respostas foram classificadas em três níveis: Sim, Não e Parcialmente.

Para os alunos cujas respostas se enquadraram no primeiro nível, houve a suposição que atingiram um entendimento expressivo dos conceitos trabalhados. Esse entendimento lhes permitiria aplicar os conceitos aprendidos na solução dos problemas propostos. Já para os que redigiram respostas se enquadram no segundo nível, supõe-se que não conseguiriam operacionalizar os conceitos e, por fim, para o terceiro nível onde houve um grau de entendimento que lhes permitia responder as questões de forma parcialmente correta ou incompleta.

Nas questões ligadas à evolução histórica e filosófica do conhecimento e na sua relação com a sociedade cada resposta foi analisada individualmente. Neste aspecto observou-se um fator complicador, o fato de que os alunos copiaram respostas uns dos outros. Este fator trouxe com ele algumas respostas, no mínimo, inesperadas.

Quando inquiridos na primeira avaliação se consideravam o processo de construção do conhecimento científico como produto do trabalho coletivo ou uma criação de mentes geniais isoladas, a maioria dos alunos afirmou ser um produto da genialidade individual. Segundo eles : '... cada um cria sua idéia em sua mente.' (maioria das respostas) . Contudo, encontramos respostas que aparentemente não fazem o menor sentido como: 'Mentes geniais e temperatura' (L.G e A.P.). Temperatura? Será que nossos alunos estão realmente convictos de que a temperatura influência de algum modo no desenvolvimento científico? Analisando com mais cautela e comparando as respostas podemos perceber que ao copiar as respostas em determinado momento os alunos simplesmente trocaram a palavra tecnologia por temperatura e reproduziram o erro sem ao menos se dar conta do absurdo que escreveram.

Episódio semelhante foi observado na segunda avaliação quando questionados sobre a influência das descobertas de Volta, mais especificamente a invenção da pilha, nas experiências de Ohm alguns alunos apresentaram respostas como: 'Não porque sem essas fontes não poderíamos conhecer outras teorias'

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(V.M, E.A e M.T) que nos leva a crer que o aluno usa a palavra 'fonte' no sentido de 'fonte' de informação e não de diferença de potencial.

Essa postura apática e acrítica em relação ao conhecimento é bastante preocupante e nos leva a pensar que qualquer absurdo, por mais estranho que pareça, será prontamente aceito desde que seja mascarado com um discurso pseudocientífico.

Antes de analisarmos as demais respostas precisamos destacar um aspecto importante sobre as questões de cunho histórico e filosófico. Como nessas questões nosso objetivo era averiguar as concepções dos alunos sobre HFC, combinamos entre nós (ministrante, professor titular e alunos) que elas não seriam avaliadas como certas ou erradas. A única condição imposta de que as respostas fossem individuais e as mais sinceras possíveis, ainda assim, recebemos um número considerável de cópias.

Isso pode ser entendido como outro aspecto importante na formação desses alunos. Mesmo quando inquiridos sobre suas opiniões e alertados que sua resposta não será avaliada como certa ou errada, eles ainda temem a punição (redução na nota) por eventuais erros e preferem a segurança de estar inserido em uma resposta coletiva a se aventurar em manifestar suas ideias e sua individualidade.

Retomando a primeira avaliação percebemos que embora a maioria dos alunos acredite ser a Física o fruto da genialidade individual; alguns alunos demonstram acreditar em um processo coletivo na construção do conhecimento como sugere a seguinte resposta: " Trabalho coletivo gerado de mentes geniais que com ajuda de descobertas anteriores conseguiram desenvolver e afirmar suas teorias ' (Aluna NY). Ou como uma produção coletiva de vários gênios que individualmente deram sua contribuição: 'Coletivo completado por mentes geniais porque um grupo faz descobertas, vão estudando, tem uma primeira conclusão que depois é completada por mentes geniais ' (C.R.K).

Essa visão distorcida da Ciência pode ser reflexo de um método de ensino que enfatiza o produto final, ou seja, as ideias que consideramos certas hoje, sem discutir sua evolução conceitual e as ideias que as antecederam.

Neste aspecto, uma discussão mais aprofundada sobre as origens históricas e filosóficas dos conceitos físicos, e sobre os erros e acertos que nos conduziram ao entendimento atual, permitiria ao aluno enxergar a Física como uma área do conhecimento em constante evolução fruto de um trabalho coletivo de muitos pesquisadores.

Neste questionário também foi averiguada como o aluno relacionava, e se relacionava, com os temas abordados em sala de aula com fatos, fenômenos ou novas tecnologias presentes no seu cotidiano.

É possível perceber que essa associação, quando existe ,é feita de forma superficial e incompleta. Isso sugere que os alunos tiveram acesso a um ensino de Física pouco contextualizado que aborda o conceito, mas não sua relação com fenômenos ou novas tecnologias presentes em sua realidade.

Retomando agora a segunda avaliação na qual os alunos foram indagados sobre a relação entre as descobertas estudadas hoje e as teorias que as antecederam. Os alunos foram questionados sobre a relação entre a invenção da pilha de Volta em 1800 e os trabalhos de Ohm sobre resistência elétrica. Neste sentido percebemos que os alunos passaram a associar as teorias estudadas com suas antecessoras ainda que de forma superficial: ' Se não fosse as invenção e Alessandro Volta provavelmente Ohm não teria chego onde chegou com sua

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primeira lei de Ohm ' (aluna A.); ' Não. Pois Alessandro Volta inventou a bateria e o Ohm precisava da mesma para seu experimento ' (aluno L.G.).

Outros são mais enfáticos em demonstrar a dependência entre as teorias, como o estudante redigiu: " Na minha opinião eu creio que não porque naquela época se o Alessandro Volta não tivesse descoberto a bateria Ohm não teria descoberto essa lei que estamos estudando agora, nem as demais, porque isso foi uma grande descoberta e talvez uma só pessoa não conseguisse sozinho ' (Za.).

Este aspecto é particularmente interessante uma vez que uma mudança de abordagem em poucas aulas aparentemente conduziu os alunos a uma mudança em sua forma de enxergar a Física.

Outro fator importante que merece ser apresentado diz respeito ao comportamento dos alunos em sala. Nas primeiras aulas pareciam um tanto apáticos e desinteressados, mas no decorrer do projeto passaram a demonstrar maior interesse e envolvimento nas atividades propostas. Isso fica perceptível quando comparamos quantidade de perguntas e respostas, certas ou erradas, dirigidas ao professor ministrante.

Também houve uma evolução na 'qualidade' das perguntas lançadas em sala de aula. Inicialmente elas se resumiam a questões de ordem prática e aplicação direta, perguntas como a tradicional 'Como eu resolvo essa conta', se tornam questões mais elaboradas e que buscavam compreender o desenvolvimento das ideias e conceitos e sua relação com fatos presentes no seu cotidiano.

Isto nos faz refletir sobre como o uso de uma abordagem diferenciada pode conduzir os alunos a uma nova perspectiva da disciplina, tendo como objetivo a compreensão dos fenômenos trabalhados, em contraste com uma metodologia que objetiva apenas o sucesso nas avaliações.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Dos benefícios alcançados utilizando o enfoque histórico e filosófico o maior, a nosso ver, foi em relação à postura dos alunos em relação à construção do conhecimento. Os alunos que inicialmente se mostravam desinteressados e apáticos durante as aulas passaram a demonstrar mais interesse e a participar mais ativamente discutindo ativamente as ideias apresentadas.

Mostrar a Física como uma construção humana a aproximou dos alunos. Essa aproximação fez com que os alunos despertassem sua curiosidade e vissem a Física dos bancos escolares não apenas como mais uma etapa a ser cumprida em sua formação, mas como uma área de conhecimento interessante e profundamente relacionada com seu cotidiano.

Embora o uso de uma abordagem histórica e filosófica realmente possibilite ao estudante uma compreensão da Física e de como ela se desenvolve no decorrer da história, a maior vantagem que observamos não pode ser medido quantitativamente. A capacidade de despertar a curiosidade dos alunos e motivá-los no estudo da disciplina.

À medida que nossas aulas se desenvolveram, a participação e o interesse dos alunos foram cada vez mais evidentes através de formulação de perguntas, algumas já esperadas e outras surpreendentes e a busca de explicações às questões propostas em aula pelos docentes.

O uso desta abordagem possibilitou aos alunos uma compreensão mais completa e abrangente dos conceitos estudados, motivo os aluno e forneceu ao

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professor uma alternativa a um método de ensino excessivamente matematizado e pouco contextualizado.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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