ENSINO DE FÍSICA CONTEXTUALIZADO ATRAVÉS DA HISTÓRIA, DA FILOSOFIA E DA MÚSICA

## ENSINO DE FÍSICA CONTEXTUALIZADO ATRAVÉS DA HISTÓRIA, DA FILOSOFIA E DA MÚSICA

Maria Lúcia N. Grillo , Luiz Roberto P. L. Baptista , Luiz Pugginelli Brandão 1 2 3

1,2 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Departamento de Eletrônica Quântica

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mluciag@uerj.br

2 maestroluizroberto@oi.com.br

3 Colégio Estadual João Alfredo/luizbrand@gmail.com

## Resumo

Nos dias atuais o ensino, especialmente nas escolas públicas, vem passando por grandes problemas. O mundo tem sofrido grandes transformações, a tecnologia tem se desenvolvido rapidamente, mas infelizmente as escolas, de forma geral, não têm acompanhado essas mudanças. O ensino não faz parte do cotidiano dos estudantes, o que gera desmotivação nos estudantes e nos professores. As aulas de Física foram reduzidas à aplicação de fórmulas não compreendidas, sem relação aparente com a vida concreta e precisam tomar nova roupagem, com novos recursos, contextualizadas com temas de interesse de todos. A Música é apreciada pela maioria das pessoas e pode então ser usada como motivação nas aulas de Física, uma vez que, vista com atenção, Música é Física e Matemática. Levando em conta os aspectos históricos e filosóficos, juntamente com a Música, o ensino mais facilmente pode alcançar o resultado esperado. Os estudantes de licenciatura precisam de novas propostas, para não repetirem as falhas adotadas nas escolas, que dificultam a aprendizagem significativa no nível médio. Propomos então a aplicação da Música, da História e da Filosofia no ensino de Física, com base em experiências que estamos desenvolvendo com estudantes de um colégio de nível médio que está localizado num bairro central e movimentado. Os estudantes são pobres, de um modo geral, porém têm acesso às facilidades do mundo moderno, que muitas vezes competem com os recursos do colégio. Através da parceria universidade-colégio, desenvolvemos atividades no colégio, que não são obrigatórias, fora do horário das aulas. A direção do colégio propôs o trabalho a todas as turmas e estudantes aderiram espontaneamente. Para atingirmos um número maior de estudantes desenvolvemos algumas atividades também durante as aulas de Física. Temos verificado que os estudantes têm manifestado interesse pelas atividades o que tem facilitado um maior envolvimento com as disciplinas, especialmente a Física.

Palavras-chave : ensino de física, contextualização, história, música, filosofia

## Introdução

O ensino de Física vem passando por várias dificuldades nos últimos anos, gerando a desmotivação de professores e estudantes. As pesquisas em Ensino de Física têm se desenvolvido reconhecendo essas necessidades e buscando soluções adequadas. Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN's) são os norteadores oficiais de projetos voltados para o Ensino Médio, e os PCN+'s são orientações educacionais complementares que buscam responder como concretizar as propostas apresentadas nos PCN's. Utilizamos então os PCN+'s, que apresentam o lado prático e relatam ser uma das competências da disciplina Física:

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20 a 25 de janeiro de 2013

compreender a Física como parte integrante da cultura contemporânea, identificando sua presença em diferentes âmbitos e setores, como por exemplo, nas manifestações artísticas ou literárias, em peças de teatro, letras de música, etc., estando atento à contribuição da ciência para a cultura humana. (BRASIL, 1999:88)

Os PCN+'s propõem ainda a divisão da Física em seis temas estruturadores, que visam organizar o ensino da disciplina. Destacamos o Tema 3 - Som, imagem e informação, que possui uma unidade temática coerente com o nosso trabalho. Ela sugere que as fontes sonoras sejam abordadas a fim de:

- -identificar objetos, sistemas e fenômenos que produzem sons para reconhecer as características que os diferenciam;
- - associar diferentes características de sons a grandezas físicas (como frequência, intensidade, etc.) para explicar, reproduzir, avaliar ou controlar a emissão de sons por instrumentos musicais ou outros sistemas semelhantes (BRASIL, 1999:99)

A importância da História da Ciência no ensino de Física vem ganhando grande destaque ultimamente. A necessidade, por exemplo, de se fazer uma contextualização histórico-social do conhecimento científico já é cobrada e encontramos também entre as competências da disciplina Física:

compreender a construção do conhecimento físico como um processo histórico, em estreita relação com as condições sociais,... compreender o desenvolvimento histórico dos modelos físicos para dimensionar corretamente os modelos atuais, sem dogmatismo ou certezas definitivas (BRASIL, 1999:87)

A Ciência (logo a Física também), como toda atividade humana, tem uma História e se desenvolveu ao longo do tempo. Portanto, negar esse fato seria negar também a própria Ciência, principalmente porque a Ciência como a conhecemos hoje não se deu através de um fiat (faça-se), mas como resultado de todo um processo que foi formando o conhecimento científico. E ele se deu através de mudanças ou de permanências, seguindo uma dialética própria ou não, que cabe à História revelar ou tentar revelar. Acompanhando o desenvolvimento histórico é bom levar em conta também o desenvolvimento filosófico, que naturalmente acompanha de forma própria cada época.

A Física está sempre relacionada com a vida, mas os estudantes em geral não percebem e acabam não gostando da disciplina e pensam que o estudo de Física não serve para nada. Infelizmente professores muitas vezes não encontram formas de mudar essa situação, o que prejudica todo um sistema: poucos seguem carreira na Física e mesmo os que seguem acabam repetindo esse processo e fazendo perdurar o problema.

Uma forma de motivar os estudantes (e os professores também) é através da contextualização, que pode ser feita com o uso da Música, da História e da Filosofia. Dessa forma podemos responder às necessidades apontadas pelos PCN's e pelos PCN+'s.

Os PCN+'s relativos às Ciências Naturais deixam-nos um exemplo de como se aplicaria a História no ensino de Física, onde:

A disciplina de História, pertencente à área de Ciências Humanas, ao estudar o desenvolvimento econômico e social na modernidade, pode apresentar um panorama amplo da História das Ciências e das Técnicas nos últimos quatrocentos ou quinhentos anos, revelando em que medida a

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concentração de riqueza, em determinadas nações e em certos períodos, determinou sua capacidade de investimento científico-cultural e, vice-versa, em que medida sua cultura científica constitui vantagem estratégica. Ao estabelecer-se um paralelismo possível entre poder político ou econômico e desenvolvimento científico-tecnológico e cultural, desde a Renascença até a presente 'era do conhecimento', incluindo, portanto, as três revoluções industriais, se estaria descortinando, ao longo do tempo, o cenário global em que o complexo científico-tecnológico se originou e evoluiu. (BRASIL, 1999: 18)

Além disso, a utilização da História no ensino de Física, como nos lembra Matthews (1994; 72), serve para:

Humanizar as Ciências e aproximá-las mais dos interesses pessoais, éticos, culturais e políticos; tornar as aulas mais estimulantes e reflexivas, incrementando a capacidade do pensamento crítico; contribuir para uma compreensão maior dos conteúdos científicos, [...]; melhorar a formação de professores contribuindo para o desenvolvimento de uma epistemologia da Ciência mais rica e mais autêntica, isto é, a um melhor conhecimento da estrutura da Ciência e seu lugar no marco intelectual das coisas.

Inserir um caráter histórico-filosófico nas nossas pesquisas tem nos servido para ampliar a perspectiva interdisciplinar do nosso projeto, pois, a História busca relacionar esses dois campos, a Física e a Música. Podemos perceber que numa visão mais completa do processo histórico, há pontes ligando um aspecto ao outro, como por exemplo, a Revolução Científica e o Barroco, que pertencem ao mesmo período histórico, em que aspectos exteriores (política, economia, religião, etc) interferem no seu desenvolvimento. No que se refere à História da Ciência, por exemplo, 'o desenvolvimento torna-se o processo gradativo através do qual itens foram adicionados, isoladamente ou em combinação, ao estoque sempre crescente que constitui o conhecimento e a técnica científicos. E a História da Ciência torna-se a disciplina que registra tanto esses aumentos sucessivos como os obstáculos que inibiram sua acumulação.' (KUHN, 2003:20) Logo, a História e a Filosofia têm nos auxiliado na percepção mais ampla da construção do conhecimento científico, bem como, nos aspectos sociais e culturais que afetaram também as transformações na Música.

## Descrição do Trabalho Desenvolvido

Para desenvolver os nossos objetivos, não podemos simplesmente entrar em sala de aula e expor os temas de Física, seguidos das outras áreas com as quais queremos relacionar a Física. Dessa forma estaríamos ainda mantendo a forma tradicional de aula, sem motivar os alunos, uma vez que eles têm dificuldades não apenas em Física, mas também nas outras disciplinas em geral, principalmente quando é necessário desenvolver um texto, escrever uma redação.

## Uma visão histórica da situação atual da educação

Essa dificuldade dos estudantes de nível médio, hoje em dia tanto em escolas públicas quanto em particulares, tem um motivo histórico. Segundo Freitag:

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A escola brasileira (baseada na LDB) não só reproduz e reforça a estrutura de classes, como também perpetua as relações de trabalho que produziram essa estrutura, ou seja, a divisão social do trabalho que separou o trabalho manual do trabalho intelectual (FREITAG, 1979:64)

Mesmo depois que o Brasil se tornou livre do colonialismo português a educação continuava privilegiando a elite. Havia interesse de consolidar a democracia burguesa, segundo Saviani (1999). Aos poucos esse modelo de escola foi sendo criticado e foi dando lugar a uma nova forma de educação. Segundo Saviani:

Com a aprovação das Leis 5540/68 e 5692/71, que efetuaram reformas no ensino superior e no 1º e 2º graus, respectivamente, houve uma popularização da educação no país; o acesso à educação formal foi estendido à maior parte da população. Aí se tem um paradoxo, pois, ampliou-se a oferta educacional, mas a qualidade não foi primada logo, havia agora uma maior possibilidade de entrada na escola das camadas populares da sociedade brasileira, porém a esse extrato social estava legada uma educação não qualificada (SAVIANI, 1999:22).

Vivemos hoje as consequências desse processo iniciado no final da década de 60 e que de certa forma perdura até hoje: a busca da ampliação da educação em termos quantitativos e não em termos qualitativos. Seguindo esse processo as pesquisas em ensino têm sido cada vez mais reconhecidas como necessárias. Um exemplo disso é o aumento a cada ano de participantes do SNEF. Hoje muitos professores, mesmo sem a formação específica na área de pesquisa em ensino de Física, se voltam nesse sentido, conscientes de que algo precisa ser feito.

Fica claro que durante a evolução no Brasil, não houve uma preocupação com a melhoria do ensino. Com o passar do tempo, isso fica mais evidente no ensino público. Hoje esses reflexos são sentidos tanto na rede particular como na rede pública, principalmente, onde os pais são praticamente ausentes na educação dos filhos, deixando tudo sob a responsabilidade da escola. Os alunos que chegam no ensino médio, da rede pública, não conseguem interpretar um texto; apresentam enormes dificuldaes em realizar operações matemáticas simples, como por exemplo, efetuar uma divisão de números decimais; não possuem o hábito de leitura, dessa maneira, não conseguem construir um simples texto.

A educação não evoluiu mas houve grande avanço tecnológico, que atinge hoje todas as classes sociais. O mundo virtual é muito mais atraente que as aulas tradicionais nas escolas e nas universidades, onde a leitura é superficial e quando há necessidade de escrever são sempre pequenas frases. Muitas vezes o aluno termina o nível médio ainda com essas dificuldades, especialmente em Matemática, o que acaba dificultando o estudo da Física, mas também das disciplinas que precisariam mais da leitura e da escrita de textos.

## Nossas atividades

As atividades feitas no colégio são de um projeto que vem sendo desenvolvido desde 2006, com profissionais e estudantes de Física, Matemática, História, Filosofia e Música, com atividades de ensino pesquisa e extensão na área de Acústica Musical. Com os auxílios da FAPERJ montamos um laboratório na universidade e preparamos diversos experimentos com equipamentos e

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instrumentos musicais. Através de um edital que promove a parceria universidadeescola, buscamos então aplicar atividades diferentes com os estudantes de nível médio. Inicialmente compramos alguns instrumentos musicais para o colégio: teclado e bateria. Estamos preparando um pequeno laboratório de Acústica. A escola disponibilizou uma sala própria para as atividades extracurriculares (não obrigatórias). A presença dos instrumentos já muda o ambiente, fazendo com que os alunos gostem de freqüentar a sala. Procuramos diversificar as atividades com experimentos e atividades com os instrumentos. Buscando uma aprendizagem significativa, segundo Ausubel (1982), aplicamos um questionário com os fundamentos da Acústica, envolvendo perguntas sobre instrumentos musicais e ondas. A partir das respostas dos estudantes explicamos os fundamentos da Acústica, apresentamos os instrumentos musicais do colégio e alguns outros que levamos (violão e flautas) e 2 diapasões. Aos poucos fomos apresentando os fenômenos físicos, que eles mesmos podiam testar. Alguns alunos logo comentaram que as outras aulas de Física não são assim e iam respondendo às perguntas e manifestando interesse. Desenvolvemos essas atividades durante algumas aulas de Física e também nas atividades não obrigatórias.

Outra atividade que temos desenvolvido e que tem se mostrado também bastante motivadora, é a preparação de uma peça de teatro sobre a história da Ciência e da Música. Cada aluno representa um personagem e isso os faz entender que os sábios famosos foram pessoas humanas como eles e facilita o entendimento de seus pensamentos e de suas épocas. A peça de teatro apresenta diálogos imaginários, com expoentes de diferentes épocas. A peça deverá ser apresentada no colégio e na universidade. Um professor de artes do colégio, que também desenvolve atividades de teatro com os estudantes, tem dado apoio e incentivado os estudantes a participarem de nosso projeto. Outros professores têm utilizado o teatro em aulas de Física, como o professor Luciano Rossi Bilesky, de um colégio em Itapeva, SP. O grupo de teatro Estação Ciência, da USP, tem desenvolvido atividades para a divulgação da Ciência. Na Universidade Federal do Ceará há o grupo Seara da Ciência, que também trabalha com o teatro para a divulgação científica, bem como o grupo Companhia de Teatro Arte e Ciência no Palco, da Universidade Estadual da Paraíba.

Apresentamos a seguir um diálogo entre Pitágoras, Kepler e Gardner, que conversam sobre a importância da interdisciplinaridade e como cada um trabalhava (ou trabalha) esse aspecto em sua época. Aos poucos os próprios estudantes serão incentivados a propor seus diálogos imaginários, mas para isso deverão antes estudar o que cada um fez e pensou em sua época e como esses trabalhos influenciam nossa época atual.

## Exemplo de um diálogo imaginário

Gardner - Acredito piamente que o homem deva ter acessos múltiplos nas áreas do conhecimento e não entender apenas de uma área. Os grandes homens da humanidade sempre foram e sempre serão assim.

Pitágoras - Bem, em 500 a.C. os chamados sábios: filósofos, poetas, matemáticos, etc, naturalmente se desenvolviam em várias áreas e não era algo a se ressaltar.

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Kepler -Eu segui a risca esta premissa de interdisciplinaridade: fui matemático, astrônomo e filósofo. Apresentei preciosos legados em Física, tais como a enunciação das leis dos movimentos planetários e contribuições silenciosas que irrigaram o progresso da ciência até a elaboração da mecânica quântica e fortes subsídios para a ciência musical. Meu caro Pitágoras, vocês na sua época eram naturalmente interdisciplinares, mas acho insatisfatória sua experiência com o monocórdio para o estabelecimento de intervalos consonantes.

Pitágoras - Eu realmente dei mais valor a um certo misticismo numerológico. Mas Kepler, na minha época, 500 a.C., as coisas tinham sempre no final uma atribuição divina ou mística, era o que vigorava.

Gardner - É, realmente, Kepler, a Grécia daquele tempo, e tenho dúvidas se hodiernamente é diferente, basta ver a situação econômica deles, não produzem quase nada e querem viver de turismo ligado ao passado, ao Partenon. Era uma sociedade mística com seus deuses e heróis, que se misturavam com a realidade histórica.

Kepler - Não só as 4 as e 5 as são importantes, você esqueceu as 3 as e 6 as como consonâncias.

Pitágoras - Os tempos eram outros, eu descobria e tinha que inventar uma historinha mística senão a descoberta seria nada. O misticismo dava mais credibilidade.

Kepler - São 8 as consonâncias: uníssono, 8 , 5 , 4 , 3 M, 3 m, 6 M e 6 a a a a a a a m. As escalas musicais são peculiares a cada planeta, que soam como se estes cantassem sempre melodias, relacionando para isso velocidades dos planetas às freqüências emitidas. Outra coisa: o ouvido é tão importante quanto seus cálculos matemáticos.

Gardner - Cada pessoa possui uma configuração própria de inteligência, resultante da combinação entre as 7 dimensões, podendo se destacar em uma ou mais áreas, conforme sua aptidão.

Pitágoras - E quais são estas dimensões?

Gardner -Em poucas palavras, tais inteligências seriam assim caracterizadas:

- 1- Lógico - matemática - objetos matemáticos
- 2- Lingüística - palavras e língua corrente
- 3- Corporal - sinestésica - corporais e motoras
- 4- Espacial - orientação e percepção espacial
- 5- Musical - sons
- 6- Interpessoal - inter-relação com pessoas
- 7- Intrapessoal - autoconhecimento (GARDNER, 1994)

Kepler - Viva o santo equilíbrio!

Nesse texto temos a abordagem de 3 épocas bem distintas: Pitágoras, matemático dos anos 500 a.C., Kepler, astrônomo do período 1571-1630 e Gadner um psicólogo da nossa época. Exploramos bem o texto com leitura, preparação e apresentação do diálogo. Se for oportuno pode-se mesmo preparar uma peça teatral, como estamos fazendo atualmente. Apresentamos esse diálogo aos estudantes para que eles entendessem melhor o que é a interdisciplinaridade, com a qual trabalhamos no projeto. Os estudantes não estão acostumados ao tratamento de temas de disciplinas diferentes numa mesma aula. Como nossas atividades envolvem Física, Matemática, História, Filosofia e Música, inicialmente eles estranhavam um pouco, por isso pensamos nesse diálogo. Depois que o diálogo foi

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bem estudado, os estudantes apresentaram para os colegas, que puderam depois comentar o que acharam, o que permitiu um aprofundamento dos temas contidos, especialmente a história da época de cada personagem.

## Resultados Obtidos e Conclusões

Através desse projeto desenvolvemos uma parceria do Instituto de Física da UERJ com o Colégio João Alfredo, que tem trazido vantagens tanto para o colégio quanto para a UERJ. Introduzimos novidades no ensino de Física do colégio, ao mesmo tempo em que os estudantes das licenciaturas em Física, História e Filosofia, da UERJ, estão tendo a oportunidade de aplicar o que têm aprendido, em aulas formais e não formais, e dessa forma estão pesquisando diretamente no colégio, com os estudantes do nível médio, novas metodologias no ensino contextualizado de Física, usando a Música, a História e a Filosofia.

Aos poucos tanto os alunos do colégio quanto das licenciaturas, vão relacionando as fases históricas e identificando seus desenvolvimentos ou retrocessos. São assim entendidas as transformações epistemológicas que levaram às revoluções científicas e como influenciam nosso conhecimento até hoje.

A formação dos licenciandos vai aos poucos sendo delineada em resposta às necessidades urgentes atuais. Alguns livros têm sido importantes nessas discussões, como os de Abdounur (2006), Granja (2006) e Simone Selbach et al. (2010). Tivemos a oportunidade, através de auxílios de projetos, de convidar os 2 primeiros autores para virem à nossa universidade pessoalmente, para explicarem e trocarem idéias sobre suas experiências.

No mundo globalizado que vivemos, a interdisciplinaridade é uma 'arma' interessante para a melhoria da qualidade do ensino nas escolas públicas. Mas para que novas atividades possam ser colocadas em prática, as Universidades teriam que se reformular, para poder formar novos profissionais habilitados com essas práticas. E não só isso, é urgente que novas políticas públicas sejam implantadas para permitir a melhoria em todos os níveis de ensino. Procuramos trabalhar nesse sentido através da parceria universidade-colégio, fruto de um edital FAPERJ (Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro), em um projeto interdisciplinar que usa a Música como motivação, numa tentativa de concorrer com o interesse dos estudantes pelo mundo virtual, que é muito mais simples, onde quase tudo é permitido. Desenvolvemos esse trabalho numa parceria entre profissionais de Física (um professor do colégio e uma professora da universidade) e de Música (um colaborador do projeto, que é maestro e atua também como professor). Nestas atividades a participação dos alunos é prazerosa pois é completamente diferente da sua realidade acadêmica. Se pudermos implementar mais frequentemente, na grade curricular, essse tipo de abordagem com certeza teremos um ganho real na melhoria do ensino em nosso país.

## Referências

ABDOUNUR, O. J. Matemática e Música: o pensamento analógico na construção de significados , São Paulo: Ed. Escrituras, 2006.

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AUSUBEL, D. P. A Aprendizagem Significativa: a teoria de David Ausubel. São Paulo: Ed. Moraes, 1982.

BRASIL, PCN+ Ensino Médio: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias - Orientações Educacionais Complementares aos PCN para o Ensino Médio , 1999.

FREITAG, B. Escola, Estado e Sociedade , São Paulo: Ed. Moraes, 1979.

GARDNER, H. Estruturas da Mente: a teoria das inteligências múltiplas. Porto Alegre: Ed. Artes Médicas Sul, 1994.

GRANJA, C. E. S. C. Musicalizando a Escola: música, conhecimento e educação , São Paulo: Ed. Escrituras, 2006.

KUHN, T. S., A Estrutura das Revoluções Científicas , São Paulo: Ed. Perspectiva, 2003.

MATTHEWS, M. R. Science Teaching: The Role of History and philosophy of Science . London: British Library Cataloguing, 1994.

SAVIANI, D. Escola e Democracia: polêmicas do nosso tempo. 32 ed. Campinas, SP: Autores Associados, 1999.

SELBACH, S e al. Ciências e Didática , Petrópolis: Ed. Vozes, 2010.

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