A LEI DE ARREFECIMENTO DE NEWTON SOB O OLHAR DA TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA.

## A LEI DE ARREFECIMENTO DE NEWTON SOB O OLHAR DA TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA

*Camyla Martins Trindade , Aline Gabriela dos Santos , Adriano ¹ 2 Rocha³,Cristiano Braga de Oliveira 4

- ¹ Instituto Federal do Pará- Campus Bragança, Camyla.fisica.ifpa@hotmail.com
- ² Instituto Federal do Pará- Campus Bragança,gabyfisicaifpa@yahoo.com
- ³ Instituto Federal do Pará- Campus Bragança, adriano.rocha@ifpa.edu.com
- 4 Instituto Federal do Pará- Campus Bragança, Cristiano\_braga@hotmail.com

## RESUMO

A ciência esta cada vez mais evoluindo e junto com ela cresce a necessidade de adequar esse conhecimento para que possam ser estudados em sala de aula. A escola tem o papel de transmitir esse conhecimento para os alunos, tal conhecimento é oriundo do conhecimento cientifico que precisa ser transformado para se tornar um conhecimento a ser aprendido. Essa transformação do saber é baseada na transposição didática, uma importante ferramenta encontrada na didática da ciência. Através dela uma variedade de temas pode passar por uma codificação que torna o assunto mais acessível para os alunos. Dessa forma este trabalho busca mostrar através da transposição didática a possibilidade de inserção da Lei de Arrefecimento de Newton nas aulas de Física do segundo ano do Ensino Médio mesmo diante dos arranjos matemáticos sofisticados utilizados para a compreensão desta Lei. Sendo assim, será feito alusão à transposição didática buscando a necessidade de entender e expor o conteúdo além de mostrar sua simplicidade para abordar o tema nas aulas de Física do Ensino Médio procurando transpor o conhecimento científico para um nível de saber a ser ensinado nas salas de aula, fazendo com que o conhecimento sofra transformações desde sua origem cientifica até chegar ao âmbito escolar.

Palavras- Chaves : Transposição didática, Lei de Arrefecimento de Newton, Ensino Médio.

## 1INTRODUÇÃO

Com a evolução da ciência os conhecimentos científicos aumentam a cada dia, sendo assim é necessário fazer com que os alunos tenham o conhecimento dessas novas descobertas, porém muitas vezes esses saberes são trabalhados de maneira que não é acessível para os educandos. Deste modo, para que um tema da ciência chegue as salas de aula deve ser feito uma codificação desse tema. Essa codificação deve ser feita para que o conhecimento possa chegar nas salas de aula e para que sejam aprendidos pelos alunos. Tal decodificação pode ser realizada através de uma ferramenta encontrada na didática da ciência, denominada transposição didática. Segundo Valigura et. al (2002) os conhecimentos científicos na medida em que são elaborados, passam por processos de codificação, sendo que os processos didáticos devem considerar os códigos científicos.

Neste trabalho será discutida a abordagem da Lei de Arrefecimento de Newton. Para isso, será feito referência à transposição didática de conteúdos. Nesse sentido, há necessidade de entender e expor o conteúdo além de mostrar sua simplicidade para abordar o tema nas aulas de Física do Ensino Médio. Desse

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26 a 30 de janeiro de 2015

modo, é necessário transpor o conhecimento científico para um nível de saber a ser ensinado nas salas de aula, fazendo com que o conhecimento sofra transformações desde sua origem cientifica até adentrar a sala de aula, processo chamado por Chevallard (1991) de Transposição Didática.

Assim, a Transposição Didática pressupõe a existência de um processo no qual 'um conteúdo do saber tendo sido designado como saber sábio, sofre, a partir daí, um conjunto de transformações adaptativas que o levam a tomar lugar entre os objetos de ensino. O trabalho em tornar um objeto do saber sábio em objeto do saber ensinado é denominado Transposição didática.'. Ou melhor, a Transposição Didática analisa as transformações ocorridas no saber de referência (Saber Sábio) até se tornar um saber da sala de aula (Saber Ensinado) (PIETROCOLA, 2001).

Para Chevallard (1991:31 apud PINHO ALVES, 2001), a transposição didática é um processo, no qual, 'Um conteúdo do saber que foi designado como saber a ensinar sofre a partir daí, um conjunto de transformações adaptativas que vão tornálo apto para ocupar um lugar entre os objetos de ensino. O trabalho que transforma um objeto do saber a ensinar em um objeto de ensino é denominado de Transposição Didática'.

Essa transposição do conhecimento cientifico para um conteúdo didático é um dos desafios encontrados pelos professores. A transformação de teorias complexas em assuntos compreensíveis para os alunos deve ocorrer de modo que as teorias não percam suas características e peculiaridades. Isso implica dizer que a transposição didática pode ser entendida como um conjunto de ações que transformam o saber tido como referência, denominado de saber sábio, em um saber da sala de aula, o saber ensinado.

No ambiente escolar, o ensino do saber sábio se apresenta no formato do que se denomina de conteúdo ou conhecimento científico escolar. Este conteúdo escolar não é o saber sábio original, ele não é ensinado no formato original publicado pelo cientista, como também não é uma mera simplificação deste. O conteúdo escolar é um 'objeto didático' produto de um conjunto de transformações. [...]. Após ser submetido ao processo transformador da transposição didática, o 'saber sábio' regido agora por outro estatuto, passa a constituir o 'saber a ensinar' (PINHO ALVES, 2001, p. 21)

Entretanto, a transformação feita para que o conhecimento seja adequado as salas de aula, ou seja, a adaptação do saber para a sala de aula, muitas vezes é interpretada erroneamente como uma simplificação do conhecimento cientifico, afirma Pinho Alves:

A primeira vista somos levados a interpretar que o saber a ensinar apenas uma mera simplificação ou trivialização formal, dos objetos complexos que compõe o repertório do saber sábio. Esta interpretação é equivocada e geradora de interpretações ambíguas nas relações escolares, pois revela o desconhecimento de um processo complexo do saber. (PINHO ALVES, 2001, p.225)

Desta forma, é necessário que essa transformação considere diversos fatores que estão inteiramente ligados com o aprendizado dos novos assuntos. Como destaca Pietrocola (2001) 'adequa-se o conhecimento em sua sequência (que na maioria das vezes é anacrônica), em sua linguagem, em exercícios, problemas e atividades, objetivando sempre a otimização do aprendizado'. De modo que essas

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adaptações do saber sejam feitas sem deixar de considerar a realidade da sala de aula e o cotidiano do aluno.

## 2OS NÍVEIS DE SABER DA TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA

A transposição didática é uma ferramenta que consegue refazer os caminhos percorridos pelos níveis de saber, desde o saber sábio, passando pelo saber ensinar até chegar ao saber ensinado.

O saber sábio é aquele saber tomado como referência, o conhecimento originado entre os membros da comunidade cientifica, em outras palavras, cientistas e pesquisadores em geral responsáveis pela construção desse saber. Esse conhecimento sofre transformações para poder chegar ao público, em forma de artigos por exemplo. Na busca pela pesquisa o cientista deixa de lado a informalidade e a emoção que o levou a iniciar seu trabalho, baseando-se apenas nas analises e julgamentos das soluções, com o objetivo de adequar sua pesquisa as normas impostas pela sociedade cientifica.

Há um processo de reelaboração racional que elimina elementos emotivos e processuais, valorizando o encadeamento lógico e a neutralidade de sentimentos. Aqui, de certa forma, há uma transposição - não didática- mas, diríamos, cientifica caracterizada por uma despersonalização e reformulação do saber ( PINHO ALVES, 2000, p.224)

O saber ensinar é o segundo nível do saber, considerado como transposição didática externa. Para Pietrocola (2001) ele se materializa na produção de livros didáticos, manuais de ensino para formação universitária, programas escolares que tem como alvo os alunos universitários e professores do ensino médio. É nessa fase que o conhecimento é transformado em uma linguagem mais simples e acessível, o saber que é ensinado nas salas de aula, sofrendo uma reorganização lógica e atemporal. Os agentes responsáveis pela transformação e pelo o que deverá ser transformado do saber sábio para o saber ensinar são os autores de livros didáticos, professores, público de modo geral, objetivando a criação de um saber mais próximo das escolas.

Apesar dos processos sofridos pelo saber ao decorrer desse nível, chamado de saber ensinar, o único objetivo que se visa é melhorar o ensino aumentando a aprendizagem, deixando o conhecimento acessível aos alunos.

A segunda transposição do saber é conhecida como saber ensinado. Esse saber é uma extensão do saber proveniente dos livros didáticos, ele se dá visando a sequencia das aulas. É neste patamar do saber que se encontra o papel do professor como mediador do conhecimento, ele é o personagem responsável por transpor o saber, mas não é o único, alunos e membros da escola também são responsáveis pelo saber ensinado, também conhecido como Transposição Didática Interna, por ocorrer no interior da escola .

O saber ensinado, chamado de transposição interna ocorre no processo do professor preparar sua aula e a transposição externa transforma o saber referencia em um saber com uma linguagem mais adequada, esses processos fazem com que o saber chegue aos alunos com alguns cortes, formando um novo ambiente epistemológico.

Durante essa transformação do saber deve-se considerar o cotidiano do aluno, pois é necessário que o saber faça parte da realidade dos educandos com o único objetivo de facilitar a compreensão destes.

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Contudo, para que o conhecimento sobreviva como saber ensinado Chevallard aponta como características que o saber deve ser consensual, ou seja, o saber não pode ser algo duvidoso, que gere dúvidas ao professor, para que ele não se sinta inseguro ao transmitir o conhecimento aos educandos, levando os alunos a pensarem se o que estão aprendendo é verdadeiro ou não.

Ao analisar o processo de transposição do saber sábio em saber a ensinar Astolfi (1997) descreve algumas regras para descrever a transposição didática dentre as quais quatro podem ser destacadas.

. Modernização do modelo escolar: A ciência esta evoluindo cada vez mais e consequentemente o conhecimento gerado por ela esta cada vez mais acessível a população devido os novos dispositivos e aparelhos que existem em nossa atualidade. Junto com todo esse desenvolvimento deveria estar à atualização dos livros didáticos para que trouxessem assuntos mais modernos e que estejam ligados ao dia-a-dia dos alunos. De certa forma, conteúdos da ciência moderna já são vistos em alguns materiais didáticos, algumas vezes resumidos em capítulos finais do livro, mas são citados de forma superficial.

Em diferentes disciplinas, parece ser necessário aos especialistas colocar em dia os conteúdos de ensino para aproximá-los dos conhecimentos acadêmicos. Neste caso, frequentemente criam-se comissões que tomam por base vários trabalhos e proposições anteriores difundidas na noosfera. (ASTOLFI, 1997, p.182)

Atualização do saber escolar: O saber deve ser sempre atualizado, para que o sistema didático não se torne arcaico quando comparado com saber moderno. Isso acontece quando o saber se afasta do saber original e se torna algo trivial para a sociedade.

Alguns objetos do saber, com o passar do tempo, se agregam à cultura geral que de certa forma, passa a dispensar o formalismo escolar. Outros perdem significado por razões extracurriculares e/ou escolares (...) Regra que poderia ser entendida como a 'luta contra obsolência didática' . (PINHO ALVES, 2000, p.236)

Articulação do saber novo ao saber antigo: O novo saber deve articular com o saber antigo de modo a explica-lo ou completa-lo e não refuta-lo ou nega-lo. Caso isso ocorra o educando podem concluir que o saber novo é sempre instável, o que influencia no processo de aprendizagem do aluno.

Entre os vários objetos do saber sábio suscetível a modernização e para diminuir à obsolescência, alguns são escolhidos porque permitem uma articulação mais satisfatória entre o novo que se tenta introduzir, e o velho já provado no sistema e do qual será necessário conservar alguns elementos reorganizados. (ASTOLFI, 1997, p.183)

Tornar o conceito mais acessível: Com a passagem do saber sábio para o saber ensinar há uma mudança na linguagem original que é aquela utilizada pelos membros da sociedade cientifica, para uma linguagem mais acessível com o único objetivo de facilitar o aprendizado fazendo com que os alunos compreendam o conteúdo.

Neste processo são criados objetos didáticos que permitem inserir elementos novos e facilitadores do aprendizado, assim como utilizar uma matemática adequada para aqueles que estão sendo iniciados neste tipo de saber. (PINHO ALVES, 2000, p.238)

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## 3- A LEI DE ARREFECIMENTO DE NEWTON

Apesar de poder ser considerada consensual, sendo esta uma característica propostas por Chevallard, e de ser um dos primeiros trabalhos de um dos grandes nomes da Física, Isaac Newton, nota-se a carência do assunto quando falamos em livros didáticos de Física. Mediante a evolução da tecnologia e dos meios de informação que incentivam a inovação da grade curricular de Física assim como a produção dos livros didáticos, o processo de transpor o saber sábio para o saber a ser ensinado surge como ferramenta para que esse tema possa ser inserido nas salas de aula.

O tópico é um assunto a ser visto no 2º ano do Ensino Médio, pois faz parte dos conteúdos de termodinâmica. A compreensão desse tema requer artifícios matemáticos, tal como equação diferencial de primeira ordem, que não pertence ao currículo escolar dos alunos do Ensino Médio, contudo com o auxilio da transposição didática a Lei de Resfriamento de Newton pode ser entendida através da leitura do seu gráfico que consiste em uma função exponencial, conteúdo visto na disciplina de matemática, além de seu aspecto conceitual que é acessível a esse nível de estudo.

A utilização dessa ferramenta para melhorar a compreensão de conteúdos para os alunos pode ser vista no livro Alice no país do quantum , por exemplo, nele o autor Robert Gilmore, professor de Física na Universidade de Bristol, na Inglaterra, faz uma analogia a obra Alice no país das maravilhas aos fundamentos da Mecânica Quântica e da Física das Partículas, o que exemplifica a utilização da transposição didática para aperfeiçoamento do conhecimento do aluno se tratando de determinados conhecimentos científicos. De acordo com Valigura et. al,

Esta história é uma metáfora e exemplifica como as teorias complexas podem se transformar em formas simples sem com isso perder as suas características ou sofrer distorções em relação ao universo dos conhecimentos científicos. O rigor teórico é conservado na história e a todo o momento implicam a sua compreensão. De modo que, tanto o professor pode partir da teoria quanto da analogia. (Valigura et. al, 2002 )

O uso da transposição didática se mostra uma importante ferramenta para o aprendizado do aluno, através dela os educandos podem ficar mais próximos do conhecimento. No caso da Lei de Arrefecimento de Newton, a transposição didática permite que o aluno compreenda o tema mesmo diante dos artifícios matemáticos ainda não acessíveis para eles, fazendo com que a transposição promova uma adaptação neste conteúdo para que ele possa ser compreendido pelos alunos. Deste modo é possível aplicar a transposição didática para tornar o tópico Lei de Arrefecimento de Newton um saber a ser ensinado nas salas de aula, fazendo com que o tema possa ser incluso no currículo de Física do Ensino Médio.

## CONCLUSÃO

A transposição didática é uma importante ferramenta para introduzir conteúdos científicos nas salas de aula. Essa teoria é capaz de codificar o conhecimento cientifico para um saber ensinado nas salas de aula, fazendo com que o aluno amplie seus conhecimentos. Essa análise de transposição didática não classifica o conteúdo como saber bom ou ruim, ele apenas analisa a possibilidade ou não da transposição.

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A Lei de arrefecimento de Newton não é um conteúdo que apresenta dúvidas quanto a sua verdade, já que a comunidade cientifica reconhece o tópico como teoria. A lei possui grande relevância, pois há várias situações na qual ocorre a variação de temperatura de um corpo e sua aplicabilidade pode ser visualizada no nosso cotidiano. Neste sentido, mesmo diante dos artifícios matemáticos necessários para entender a Lei de Arrefecimento de Newton, a transposição didática deste conteúdo traz para os alunos a possibilidade de aprender sobre essa teoria de Newton que é tão importante, mas que não é tão trabalhada nas salas de aula.

## REFERÊNCIAS

ASTOLFI, Jean Pierre et al . Mots-clés de la didactique des sciences . Pratiques Pèdagogies, De Boeeck & Larcier S. A. Bruxelas, 1997.

CHEVALLARD, Y . La Transposicion Didactica: Del saber sabio al saber enseñado.1ª ed. Argentina: La Pensée Sauvage,1991.

PINHO ALVES, J . Regras da Transposição Didática aplicada ao Laboratório Didático. Caderno Catarinense de Ensino de Física, v. 17. nº 2. Agosto 2000. p. 174188.

PIETROCOLA, M. A Transposição Didática Aplicada a Teoria Contemporânea: A Física de Partículas Elementares no Ensino Médio. São Paulo. 2001.

VALIGURA, E. N. Aprendizagem de Conteúdos por Meio da Transposição Didática. 2002

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