PROFESSOR, POR QUE EU TENHO QUE ESTUDAR FÍSICA? A FÍSICA E LITERATURA COMO PROMOTORA DE SENTIDOS EM PROCESSOS ARGUMENTATIVOS

## PROFESSOR, POR QUE EU TENHO QUE ESTUDAR FÍSICA? A FÍSICA E LITERATURA COMO PROMOTORA DE SENTIDOS EM PROCESSOS ARGUMENTATIVOS

Luís Gomes de Lima 1 , Marcio Vinicius Corrallo , Elio Carlos Ricardo 2 3

1 Universidade de São Paulo, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Educação, modalidade Ensino de Ciências e Matemática da Faculdade de Educação, luis.gomes.lima@usp.br

2 Universidade de São Paulo, Doutorando do Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ensino de Ciências e professor do Instituto Federal de São Paulo, marciocorrallo@gmail.com

3 Universidade de São Paulo/Faculdade de Educação, elioricarlos@usp.br

## Resumo

É muito comum que professores de física se deparem com a pergunta constante no título deste trabalho. A física, presente na maioria das salas de aula de Ensino Médio (EM), se apresenta aos jovens desarticulada de sentidos, algebrizada, pobre em cultura e, para muitos deles, totalmente desnecessária. Com o objetivo de fornecer uma resposta a essa pergunta, e trazer sentido às aulas de física, apresentamos uma análise a respeito dos processos argumentativos em uma aula de física, que tratava do conteúdo de óptica sobre a dispersão da luz branca, apresentada para alunos do 2º ano do EM, que tiveram o ambiente e os recursos necessários para que argumentassem a respeito do fenômeno do arco-íris. Como referencial teórico, utilizamos o Padrão de Argumento de Toulmin (TAP) e a metodologia do trabalho consistiu em aplicar elementos da interface física-literatura no processo de ensino. Os estudantes puderam analisar o fenômeno borrifando água contra a luz do sol no pátio da escola, e verificaram a dispersão da luz em um prisma, além de compararem esse fenômeno através de elementos culturais mais amplos como trechos de uma entrevista de Richard Feynman realizada pela BBC, pela leitura do poema Lamia de John Keats e pela percepção do fenômeno na cultura geral, além de sua presença em contos infantis. Essas estratégias permitiram uma visão complementar a simples descrição conceitual, geométrica e algébrica, presentes na refração da luz e propiciou o início de um processo de argumentação, que trouxe sentido a esses alunos em seus estudos da física escolar. Os resultados apresentados pelos discentes comprovam a interface física-literatura como recurso didático com potenciais de ensino, como promotora de sentidos e, de processos argumentativos em aulas de física, levando-os à conscientização da física como pertencente à cultura e, a compreenderem o motivo de se estudar física.

Palavras-chave : Física e literatura; argumentação na física; ensino de física.

## Introdução

Durante a exposição da dispersão da luz branca no espectro visível e introdução das leis da refração para o 2º ano do Ensino Médio (EM), de uma escola particular da zona sul de São Paulo, um aluno chama o seu professor e o questiona sobre o porquê de ele ter de estudar física. O presente trabalho foi elaborado com intuito de, não apenas, responder esse questionamento, aliás, muito frequente nas aulas de física, mas de conscientizar os estudantes sobre as relações da física com outras áreas do conhecimento humano, incluindo a cultura. A desmotivação e apatia dos estudantes adolescentes de EM sobre a física parece ser uma constante nas aulas desta disciplina. De acordo com Fourez (2003), há algum tempo se evidencia um crescente abandono dos jovens pelos cursos que envolvam as ciências em

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geral, apontando para necessidade de uma redefinição da ciência escolar, em especial a física, bem como na forma de condução das atividades de seu ensino, que possa levar a uma aprendizagem que estabeleça sentido para esses alunos.

Um ensino de física voltado a essas questões pode encontrar subsídios na enculturação da disciplina, demonstrando que ela possui aspectos históricos, filosóficos, sociais, e que está presente na cultura geral, por meio de diversas manifestações. Entretanto, nossos alunos não se deparam com esse rico escopo que permeia a física e que, muitas vezes, é gerado por ela, isto é, a física está presente nos aspectos histórico-filosófico-sociais da humanidade, ora determinando mudanças na forma de interpretar e lidar com a natureza por meio de seus modelos, ora sendo levada a desenvolver estudos por demandas externas, como no caso da termodinâmica, que se desenvolveu após a necessidade social de melhores máquinas térmicas.

Compreendemos, nesse sentido, que a interface física-literatura é preponderante para fornecer subsídios aos professores de física, levando-os a trabalhar questões culturais mais amplas em suas aulas e gerar oportunidade aos estudantes de conhecerem uma física para além da simples resolução de exercícios de livros ou apostilas, que visam somente um mercado de vestibular. As vantagens didáticas da utilização desta interface, como uma ferramenta de ensino de física, podem ser verificadas na extensa revisão bibliográfica de Lima e Ricardo (2015). Segundo os autores, a física e literatura se constituem na simbiose entre texto escrito literário e conceitos físicos, embora, ressaltem que, além desta característica principal, existe beleza envolvida, tanto no texto bem escrito, quanto no conceito bem formulado, havendo estética e arte em sua junção para promoção de sentidos.

A articulação entre a física e literatura pode contribuir, também, para que se promova a argumentação nas aulas de física. A compreensão de que a argumentação não está presente na maioria das propostas didáticas de sala de aula, é evidenciada por diversos estudos, como visto em Leitão e Damianovic (2011), onde as autoras apresentam o crescente interesse pela argumentação por parte dos pesquisadores, dado o papel da argumentação em situações de ensino aprendizagem, de práticas educativas e de promotora de sentidos aos estudantes. De acordo com as autoras compreende-se construir sentidos como uma ' forma a abarcar tanto a compreensão e a formulação de conceitos e pontos de vista sobre objetos (físicos ou simbólicos), como o entendimento e o domínio de procedimentos próprios a diferentes campos do conhecimento humano ' (LEITÃO; DAMIANOVIC, 2011, p.17). Contudo, apesar do grande número de pesquisas, ainda se constata um ensino tradicional voltado ao excesso de conteúdos e algoritimização dos fenômenos físicos, onde o professor apresenta um conceito seguido de uma série de exercícios que visam apenas a resolução e aplicação de cálculos matemáticos.

A utilização de processos de argumentação possibilita que o discente se torne ator de seu processo de ensino e aprendizagem. Para que isso ocorra faz-se necessário que se apresentem problemas para que os estudantes possam argumentar e chegar a soluções mais abrangentes que àquelas ligadas única e simplesmente a resoluções de algoritmos. Essa problemática é ressaltada por Leitão e Damianovic (2011), ao evidenciarem que existem:

Tipos de ações discursivas que favorecem o surgimento de argumentação ao converterem 'temas curriculares' (canônicos) em 'temas de argumentação' (polemizáveis). Tais ações, que efetivamente constroem argumentação na sala de aula, podem ser agrupadas em três categorias

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gerais: as que criam condições para surgimento da argumentação, as que sustentam e expandem a argumentação e as que legitimam o conhecimento construído na argumentação (LEITÃO; DAMIANOVIC, 2011, p. 31).

É nesse contexto que apresentamos o objetivo deste trabalho: utilizar a física e literatura na conversão do tema curricular de óptica sobre a dispersão da luz branca no espectro visível, perceptível no arco-íris, favorecendo a argumentação por meio de temas polemizáveis, por meio de entrevista de Richard Feynman, do poema Lamia de John Keats e da sua percepção na cultura geral, como em contos infantis e pela capa do disco The Dark Side of The Moon do Pink Floyd.

A fim de cumprirmos este objetivo, utilizamos como referencial teórico o Padrão de Argumento de Toulmin (2006), também conhecido como Toulmin's Argument Pattern (TAP), por possibilitar uma guia de análise estrutural, onde é possível distinguir os diferentes componentes que constituem um argumento. A figura 1 ilustra quais os elementos fundamentais de um argumento e suas relações.

Figura 1: TAP de Toulmin (2006) com os componentes de um argumento.

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Conforme Toulmin (2006), é possível ter um argumento apenas com os três elementos principais que são o dado (D), a justificativa (J) e a conclusão (C), por meio do esquema: partindo de um dado D, desde que J, então C. Mas, para que o argumento seja completo, especifica-se quais condições a justificativa pode ser validada ou não, concedendo um valor para essa justificativa. Com essa premissa, acrescenta-se ao argumento os qualificadores modais (Q), que consistem em especificar as condições para validação da justificativa. Caso a justificativa seja refutada ou insuficiente para apoiar a conclusão, temos uma refutação (R). E, caso a justificativa tenha caráter hipotético, pode se apoiar por meio de uma lei, como a científica, ou, jurídica, funcionando como uma espécie de alegação que dá suporte à justificativa, conhecida por backing 'suporte' (B) que estabelece a justificativa.

É importante evidenciar que a TAP de Toulmin (2006) possui algumas limitações em relação a sua aplicação nas salas de aula. O autor não se propôs a contemplar em seu padrão questões contextuais e de assimetria entre interlocutores; antes, ele estava fundamentalmente preocupado com questões de validade da estrutura lógica interna de argumentos, de forma que pudessem ser julgados segundo esse critério. Conforme Nascimento e Vieira (2011) avaliam, as limitações do padrão TAP são mais fruto da sua utilização fora do campo que Toulmin inicialmente lhe deu ao concebê-lo do que propriamente devido às lacunas que o filósofo tenha deixado dentro do seu campo de concepção. Outras limitações ao uso da TAP podem ser verificadas na revisão bibliográfica de Erduran (2007). Apesar destas limitações, devemos lembrar que para validar um argumento faz-se necessário ter uma boa garantia dentro de um campo dependente específico. De acordo com Toulmin (2006): ' Mas há algo que é preciso perceber desde já: uma vez que se empregue a garantia correta, qualquer argumento pode ser apresentado na forma "dados; garantia; logo, conclusão", e, portanto, com a garantia correta, qualquer argumento se torna formalmente válido ' (TOULMIN, 2006, p.171).

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Dessa forma, consideramos o TAP adequado aos fins que pretendemos, sendo que a garantia do argumento será apresentada em nossa metodologia.

## Metodologia

A metodologia deste trabalho consistiu em utilizar os componentes da física e literatura (LIMA; RICARDO, 2015), como ferramenta didática para promoção de argumentação, sensibilização, enculturamento e conscientização da física como necessária à formação geral do indivíduo, possibilitando despolarizar a idealização generalizada pelos estudantes de que a física só serve para fazer cálculos desnecessários ao cotidiano discente. Neste contexto, o professor de física, de uma escola privada de ensino, da zona sul de São Paulo, apresentou aos seus 20 alunos de 2º EM, durante uma aula de óptica que tratava da dispersão da luz branca no espectro visível, e introdução das leis da refração, alguns elementos para que pudessem argumentar a respeito da pergunta realizada por um aluno, sobre o motivo de terem de estudar física.

Em um primeiro momento os alunos assistiram a uma entrevista da rede de TV britânica BBC Horizon - que trata de episódios de ciência e filosofia. Nessa série os alunos tiveram contato com os argumentos propostos por Feynman que começa falando sobre um amigo artista que o acusa como cientista de ter acabado com a beleza da flor. A figura 2 ilustra que a física amplia o conhecimento e não o limita.

Figura 2 : Entrevista com Feynman (1981)

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## Apresentamos abaixo a transcrição inicial dessa entrevista:

'Eu tenho um amigo, ele é um artista, e as vezes ele vê as coisas de uma certa maneira que eu não concordo muito bem. Ele segura uma flor e diz: Veja só como ela é bela, e eu concordo com ele. Mas então ele diz: Eu, como artista, sou capaz de ver como a flor é bela, mas você como cientista, disseca ela inteira e a torna uma coisa sem graça. Eu acho que ele é um tanto maluco. Em primeiro lugar, a beleza que ele vê está disponível para outras pessoas, e para mim também. Eu acredito que, apesar de não ser tão refinado esteticamente quanto ele, eu sou capaz de apreciar a beleza de uma flor. Ao mesmo tempo, eu vejo muito mais na flor do que ele vê. Eu poderia imaginar as células lá dentro, e suas ações complicadas. Isso também tem uma beleza. Não há só beleza nessa dimensão de 1 centímetro, também existe beleza nas dimensões menores. A estrutura interna, e também os seus processos. O fato das cores da flor terem evoluído para atraírem insetos polinizadores. É interessante, significa que os insetos podem ver as cores. Adiciona uma pergunta: o senso estético também existe em formas de vida mais simples? Por que é um fator estético? Todas essas perguntas interessantes que conhecimento científico só adiciona à excitação, ao mistério, ao deslumbre de uma flor. Somente

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adiciona . Eu não posso entender como iria subtrair ' (FEYNMAN, BBC HORIZON, 1981, grifo nosso).

Após a apresentação introdutória deste vídeo, os alunos leram os versos do poema Lamia do poeta inglês John Keats (1795 - 1821), publicado em 1820. O poeta lamentou que Isaac Newton tenha destruído todo o encantamento do arco-íris, ao demonstrar experimentalmente que a luz branca do Sol é uma mistura de cores que podem ser separadas por um prisma de vidro. A seguir apresentamos os versos 229 a 237 da parte II do Lamia, e uma tradução livre apresentada aos alunos:

Tabela 1: Versos 229 a 237 da parte II do poema Lamia de John Keats (1820)

Do not all charms fly At the mere touch of cold philosophy? There was an awful rainbow once in heaven: We know her woof, her texture; she is given In the dull catalogue of common things. Philosophy will clip an Angel's wings, Conquer all mysteries by rule and line, Empty the haunted air, and gnomed mine - Unweave a rainbow (KEATS, 1820).

Todos os encantos não se esvaem

Ao mero toque da fria filosofia?

Havia um formidável arco-íris no céu de outrora:

Vimos a sua trama, textura; ele agora

Consta do catálogo das coisas vulgares.

Filosofia, a asa de um anjo vais cortar.

Conquistar os mistérios com régua e traço,

Esvaziar a mina de gnomos, o ar de feitiço -

Desvendar o arco-íris (KEATS, 1820).

- O professor esclareceu aos alunos que a palavra "filosofia" equivale a "física", que outrora era chamada de "filosofia natural". A seguir, os alunos foram questionados a falarem qual a primeira vez que ouviram sobre o arco-íris. Ao que lembraram: dos contos infantis, onde o pote de ouro era guardado por um duende; do causo em que ao passar por baixo de um arco-íris uma pessoa trocava de sexo; enquanto outros lembraram do desenho Show da Luna e; alguns alunos lembraram também da capa do disco T he Dark Side of The Moon do Pink Floyd.
- O quadro 1, ilustra algumas destas representações culturais.

Quadro 1: Algumas representações culturais sobre o arco-íris lembradas pelos alunos

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Em seguida a decomposição da luz branca foi demonstrada empiricamente aos alunos, por meio de sua incidência em um prisma decompondo-se nas cores do espectro visível. Já o arco-íris foi verificado no pátio da escola, onde os alunos borrifaram água por meio de um espargidor contra a luz do Sol. Aproveitando do contexto, o professor inseriu elementos de história da física, narrando como Newton, havia observado a dispersão. Essas estratégias permitiram uma aceitação por parte dos alunos, possibilitando ao professor explicar o conceito de formação do arco-íris. Foi informado que para vermos um arco-íris devemos estar de costas para o Sol e à nossa frente deve haver gotas de água que possam refratar e refletir a luz em nossa direção segundo um ângulo de ≈ 42º, que garante a formação do arco. Também foi facilitada a explicação da refração e do índice de refração, além dos desvios das

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cores na relação: f 1/ λ . Ao fim dessas apresentações, os 20 alunos foram separados em 5 grupos e responderam a seguinte pergunta: Em relação ao poema Lamia , ao vídeo de Feynman, de seus conhecimentos físicos e de senso comum , 1 argumente a respeito de como explicar o fenômeno do arco-íris e, se alguma das vertentes apresentadas se sobressai as outras.

## Resultados

Após discutirem entre os componentes dos grupos e entre os grupos, os alunos apresentaram as seguintes respostas : 2

## Quadro 2: Respostas dos grupos de alunos sobre a metodologia empregada

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mas como diferenciar mito de ciência. Concluindo, ambos têm beleza, mas nenhum se refuta, pois envolvem-se em diferentes maneiras diferentes' (sic).

Percebe-se nas respostas desses alunos que entenderam não só os aspectos conceituais da dispersão da luz, como desenvolveram, por meio de argumentação, um conhecimento maior e mais amplo, conseguindo perceber que tanto a arte quanto a ciência possuem uma estética apreciável e que ambos os conhecimentos só somam à percepção humana e ao conhecimento humano. Essa percepção está evidente no argumento do grupo 01, onde afirmam que 'S e o poeta tivesse o conhecimento físico e o físico tivesse o conhecimento do poeta, veriam a beleza completa '. Tal afirmação pode ser considerada como o qualificador à conclusão presente no processo de argumento proposto pelo TAP de Toulmin (2006). Embora extrapole esse conceito, podendo ser entendido naquilo que Zanetic chama de: 'os escritores com veia científica, e os cientistas com veia literária' (ZANETIC, 2006, p. 43), ou, como o proposto nas duas culturas de Snow (1995).

Essa constatação também aparece nos demais grupos. O grupo 02, conclui que cada concepção tem sua beleza para ser admirada, e o erro conceitual relatado sobre a forma de arco foi esclarecida a esse grupo. O grupo 03, embora tenha se limitado, inicialmente, a apresentar as garantias, o apoio e as justificativas (W, B e J, Toulmin, 2006), pelas apresentações de Keats, Feynman como sinônimos de autoridade, concluem que a física também embeleza o entendimento da natureza.

Uma escrita, aparentemente mais direta, no sentido de apenas responder ao que foi perguntado é percebida no grupo 04, que vai elencando primeiro o entendimento de senso comum para depois argumentarem sobre o sentido físico. Porém, também apresentam um qualificador modal (Q, Toulmin, 2006) ao afirmarem que: ' As pessoas que não tem conhecimento da física apreciam a estética deste fenômeno, enquanto as que tem a capacidade da visão da física apreciam a estética e beleza de cada pequeno fenômeno que acontece para gerar este belo resultado que é o arco-íris '. O mesmo se evidencia no grupo 05, que primeiramente apresenta os apoios e as garantias para as suas afirmações sobre o conceito físico de dispersão da luz branca, mas já relacionando com um qualificador (Q), ao afirmarem que o arco-íris é bonito, tanto superficialmente - fazendo alusão à visão de senso comum e poética - quanto empiricamente, aprofundando tanto a beleza quanto a demonstração empírica. Esse grupo apresenta ainda fortes justificativas (J) ao afirmarem que: '... com o amadurecimento crítico você aprende não só a assimilar, mas como diferenciar mito de ciência '. A conclusão (C de Toulmin, 2006) proposta pelo grupo 05: '... ambos têm beleza, mas nenhum se refuta, pois envolvem-se em diferentes maneiras diferentes ' (sic), exclui possibilidades de refutação (R de Toulmin, 2006) ao argumento proposto pelo grupo.

## Considerações Finais

As respostas dadas pelos alunos apontam para os elementos existentes em uma argumentação, principalmente os propostos em Toulmin (2006). Embora, como visto, as respostas ultrapassaram a simples descrição desses processos, evidenciando que o conhecimento científico soma à percepção poética e de senso comum, sendo um conhecimento refinado e igualmente belo, cuja proposta realizada pela interface física-literatura se demonstrou eficaz ao ensino de física. Todos os alunos puderam responder à pergunta inicial deste trabalho, compreendendo e

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conscientizando-se da importância de estudar física para sua plena formação cultural. Ressaltasse, que todos os subsídios para que argumentassem foi propiciado, por meio de vídeo, poema, conceito físico, experimentação e, principalmente, respeito às opiniões dos estudantes, o que não é usual. Aparentemente, um professor de física que baseia seu ensino apenas na resolução algorítmica de exercícios, não teria a percepção de lidar com certas angustias. O que aponta para a necessidade de pesquisas teóricas e inserção de padrões de argumentação nos cursos de licenciatura de física, que possam, também, inserir a física e a literatura como possibilidade para enculturação dos estudantes e promover sentido aos estudos da física.

Esperamos ter contribuído para responder a aflição de nossos alunos sobre o motivo de terem de estudar física e, que novas propostas possam fornecer elementos culturais mais amplos que a simples descrição matematizada da física.

## Referências

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ZANETIC, J. Física e Arte: uma ponte entre duas culturas. Pro-Posições (Unicamp), Campinas, v. 17, n. 1, p. 39-58, 2006.

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