UMA ABORDAGEM HISTÓRICA EM AULAS DE FLUIDODINÂMICA DA ESCOLA BÁSICA

## UMA ABORDAGEM HISTÓRICA EM AULAS DE FLUIDODINÂMICA DA ESCOLA BÁSICA

## Anderson Souza Pereira 1 , Winston Gomes Schmiedecke 2

- 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, andsouza07@gmail.com

## Resumo

A história da ciência nacional ainda não ocupa um lugar de destaque no conjunto de aproximações feitas visando trabalhar a História da Ciência em contextos didáticos em aulas de física no ensino médio. Com esse propósito, a opção mais frequente recai na referência a nomes de personalidades e descobertas ligadas às origens europeias da ciência. De forma adicional, diversos autores que destacam haver uma quantidade expressiva de obstáculos a serem superados (ou, ao menos, contornados) nessa aproximação deixam claro ser necessário associar estratégias didáticas variadas junto com a História da Ciência, de modo a não saturar o educando com leituras e análises de caráter essencialmente histórico. Utilizando um episódio associado à História da Ciência Nacional, elaborado em sintonia com critérios próprios da Moderna Historiografia da Ciência e em consonância com recursos e materiais didáticos diversificados, este trabalho apresenta o delineamento de uma sequência didática envolvendo a Fluidodinâmica que foi elaborada no contexto de uma disciplina de um curso de licenciatura em Física de uma instituição pública do estado de São Paulo. Ao abarcar (sob o viés histórico) uma temática omitida da maioria dos livros didáticos de física aprovados no PNLD/2018, o conjunto de atividades e recursos mobilizados pela sequência didática que aqui propomos evidencia junto aos docentes a possibilidade de suas ações didáticas serem constituídas de forma independente dos conteúdos elegidos pelos autores dos livros didáticos.

Palavras-chave : Formação de Professores, História da Ciência, Sequências Didáticas, Fluidodinâmica

## Introdução

Nas últimas três décadas, em particular, a História da Ciência alçou o posto de aliada dos docentes das disciplinas de ciências comprometidos com o desenvolvimento de aulas apresentando não somente seus resultados e aplicações tecnológicas, mas, também, divulgando fatos e propondo discussões que permitam aos educandos entenderem a constituição dos processos que desencadearam as conquistas obtidas no âmbito científico.

Tal fato encontra respaldo junto a muitos dos pesquisadores que atuam nessa interface (ROBILOTTA, 1988; MATTHEWS, 1995; GIL-PÉREZ ET AL. , 2001; FORATO ET AL. , 2011; dentre outros) e, também, na escrita dos diversos documentos oficiais que regem os ensino no Brasil publicados nesse período (BRASIL, 1999; 2006; 2012; dentre outros).

No caso particular dos cursos de formação de professores, as Diretrizes Curriculares para o Curso de Física determinam que os conteúdos curriculares estabelecidos para o núcleo comum dos módulos sequenciais especializados da Física (Bacharelado em Física, Licenciatura em Física, Bacharelado ou Licenciatura em Física e Associada e Bacharelado em Física Aplicada) devem ser contemplados

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por conjuntos de disciplinas relativos à Física geral, matemática, Física clássica, Física moderna e ciência como atividade humana, [dentre as quais há um grupo de] disciplinas complementares que ampliem a educação do formando. Estas disciplinas abrangeriam outras ciências naturais, tais como Química ou Biologia e também as ciências humanas, contemplando questões como Ética, Filosofia e História da Ciência , Gerenciamento e Política Científica etc.' (BRASIL, 2001, p. 6 e 7, grifo nosso).

Em nosso entendimento, essa determinação deveria, em relação à História da Ciência nos cursos de licenciatura, dar origem a disciplinas de caráter mais teórico, que se concentrariam em oferecer informações envolvendo a evolução e o desenvolvimento dos conceitos científicos e, também, a disciplinas preocupadas em instrumentalizar os docentes em formação acerca das possibilidades dos usos didáticos da História da Ciência.

Sustentamos essa última asserção nas dificuldades que os professores de física apresentam ao tentarem, em sala de aula, elaborar e articular ações didáticas e demais intervenções com base em abordagens históricas. Tal realidade tem sido investigada e retratada por diversas pesquisas envolvendo os usos da História da Ciência no Ensino (FORATO, 2009; SCHMIEDECKE, 2016, dentre outras).

Isto posto, o presente trabalho descreve os principais detalhes da trajetória de um aluno de licenciatura que desenvolveu uma sequência de aulas de Fluidodinâmica para ser aplicada na escola básica, tendo a abordagem histórica um papel preponderante nos resultados obtidos.

Nesse processo foram utilizados materiais e recursos diversos - de textos de periódicos disponibilizados online a experimentos modelizados, passando por recursos de áudio e vídeo e, ainda, um artigo científico abarcando um episódio da história da ciência nacional desconhecido do público geral.

A idealização, o delineamento e a elaboração da proposta aqui apresentada ocorreram no contexto de uma licenciatura em Física de uma Instituição de Ensino Superior pública do estado de São Paulo, em uma disciplina comprometida com a apresentação de tópicos da História da Ciência e, em especial, instrumentalizar os futuros docentes que desejarem utilizar esse ramo do conhecimento humano como um aliado de suas ações didático-pedagógicas ao trabalharem a Física em nível de escola básica.

## Vertentes Historiográficas em Ciência

Numerosos e variados são os estudos que destacam a importância de se trabalhar aspectos e elementos próprios da História da Ciência (HC) na educação científica, em seus mais diversos níveis, listando benefícios que podem advir da aproximação entre esse campo de estudos e a sala de aula, principalmente quando consideramos as últimas três décadas (ROBILOTTA, 1988; MATTHEWS, 1995; GILPÉREZ ET AL. , 2001; FORATO ET AL. , 2011; dentre outros).

Todavia, deve-se atentar para a escolha do tipo de HC mais adequado a, de fato, colaborar com os objetivos subjacentes à educação científica a ser promovida. Em outras palavras, o docente deve estar ciente de que a escolha da vertente historiográfica norteadora de suas ações determinará a qualidade das aproximações promovidas e, por consequência, dos materiais que intenta produzir. Portanto, essa escolha oferece os contornos de uma etapa que não pode ser negligenciada ou relegada a um segundo plano.

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De forma simplificada, optamos neste trabalho por apresentar a categorização feita por alguns autores (BALDINATO; PORTO, 2008; PORTO, 2010; SCHMIEDECKE, 2016) que destacam existirem basicamente duas principais vertentes historiográficas, constituídas em momentos e realidades sócio-históricoculturais distintas. São elas:

-  Antiga Historiografia da Ciência (AHC): com origem no início do séc. XX, no rastro dos trabalhos que determinaram a institucionalização da HC enquanto ramo do conhecimento humano, caracteriza-se pela apresentação de estudos que se propõem extensivos e exaustivos na exposição de datas, nomes e fatos relacionados aos objetos de estudo analisados. Nesta vertente há a tendência de se deificar a imagem das poucas personalidades destacadas como 'pais' das principais realizações e descobertas conhecidas, desconsiderando a contribuição de outras personalidades e, também, o papel de influências hoje encaradas como 'acientíficas'. Ao mesmo tempo, a Grécia Antiga tende a ser considerada o berço do conhecimento dito 'científico' e a evolução dos conhecimentos científicos é tratada de forma linear, dando a impressão de que ações e os constructos da ciência seriam, em geral, garantia de progresso; e
-  Moderna Historiografia da Ciência (MHC): pautada pelo trabalho com os chamados 'estudos de caso', valoriza a influência de fatores sociais, econômicos e culturais na origem e nos resultados da ciência, bem como procura identificar e destacar a importância de fontes e nomes de personalidades pouco conhecidas do grande público na produção de tais feitos. Nesse processo, as controvérsias, os erros e os percalços dos grandes cientistas são destacados, evidenciando haver uma superposição de diversos níveis linearidade e rupturas no desenvolvimento da ciência; enfatiza, ainda, as influências de fatores externos (de natureza psicológica, religiosa, social etc.) na prática científica, além das contribuições a esse processo surgidas no seio de tradições intelectuais de origem não europeia.

Tendo por base as determinações presentes nos principais documentos que oficialmente regem o ensino no Brasil, podemos inferir que os aspectos que caracterizam a MHC possuem maior alinhamento com a promoção de uma educação científica verdadeiramente crítica, ativa e transformadora, fato que determinou nossa opção por esta vertente como balizadora das escolhas e articulações feitas no processo de delineamento da sequência de ensino que estamos elaborando.

## A história da ciência nacional

Ainda que o Brasil tenha há tempos investido volumosos esforços, materiais e humanos, no desenvolvimento de sua ciência, gerando resultados reconhecidos inclusive em nível mundial (caso do motor flex para veículos automotores, o desenvolvimento do exoesqueleto robótico para que pessoas portadoras de paraplegia voltem a andar , por exemplo), conforme destaca Schmiedecke (2016),

nossa educação em ciências parece ainda preferir priorizar a divulgação de fatos e conquistas obtidas por nações histórica e culturalmente mais 'aptas' a essa prática, limitando-se a veicular as maravilhas tecnocientíficas produzidas pelos autênticos executores de uma metodologia de trabalho originada no seio das principais culturas europeias (p. 131).

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Uma possível consequência dessa prática seria o baixo nível de interesse que cada vez mais nossos estudantes apresentam em cursar carreiras científicas, realidade que poderia ser enfrentada caso a ciência nacional e sua história fossem mais valorizadas nas aulas praticadas em nível de escola básica.

Acreditando nessa hipótese, idealizamos uma sequência didática baseada em um episódio da história da ciência que, em algum momento ou instância, dialogue com a história e a cultura do Brasil Para tanto, entendemos como 'ciência nacional'

o conjunto de pesquisas e atividades científicas realizadas em território nacional ou, então, por brasileiros que atuem de modo relevante em qualquer parte do mundo, além de também fazerem parte dessa definição o conjunto de tecnologias sobre as quais o país tem pleno domínio, seja obtido a partir de desenvolvimento próprio ou por meio de parcerias (SCHMIEDECKE, 132).

De forma específica, conforme será detalhado adiante, elaboramos uma sequência didática utilizando o episódio histórico tratado por Visoni (2013), acerca da solução proposta por um brasileiro, no final do séc. XIX, para o problema de estabilidade dos dirigíveis. Na forma de um estudo de caso, esse episódio serve de pano de fundo para o desenvolvimento de um conjunto de conhecimentos da Física cada vez menos trabalhado no ensino médio - a Fluidodinâmica.

## A Fluidodinâmica e os livros didáticos

A Física é uma ciência natural que se ocupa do estudo de uma gama vasta e diversificada de fenômenos. Tal realidade torna necessária a escolha dos objetos do conhecimento ('conteúdos') que seriam considerados, em maior ou menor medida, importantes para, efetivamente, serem trabalhados por essa disciplina enquanto componente do núcleo comum do ensino médio.

Todavia, não há critérios estabelecidos/determinados oficialmente que determinem como a seleção desses conteúdos deveria ocorrer. Em outras palavras, quem acaba por determinar a lista de conteúdos da Física que irão, ou não, ser trabalhado em sala de aula são os docentes, a partir de suas convicções pessoais e, também, dos recursos que se encontram disponíveis para auxiliá-los na constituição de suas aulas.

- O Livro Didático (LD) tem particular importância nesse momento, seja devido a sua influência histórica no processo de formação e no início do exercício profissional dos docentes, conforme corrobora a investigação feita por Rosa e Mohr (2016), seja porque cheguem compulsoriamente às mãos dos professores e alunos brasileiros, por conta da atuação do Plano Nacional do Livro Didático (PNLD), do Governo Federal.

No caso particular das obras de Física, dentre os conteúdos deixados de lado pelos autores das coleções aprovadas na última edição do PNLD, a Fluidodinâmica merece destaque. Isto porque ela é sumariamente omitida em ao menos 8 dessas 12 coleções (BRASIL, 2017).

Da cobrança de falta realizada com 'efeito' por jogadores de futebol à garantia do voo dos aviões, os preceitos da Fluidodinâmica (ou Hidrodinâmica) encontram inúmeras aplicações nas situações que vivenciamos em nosso dia a dia.

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Conscientes do espaço que esse conjunto de estudos tem perdido no âmbito dos conteúdos de Física trabalhados no Ensino Médio, descrevemos a seguir os detalhes de uma sequência didática que elaboramos para auxiliar os docentes interessados em abordar elementos da Fluidodinâmica em suas aulas. Para isso, procuramos conciliar a História da Ciência com outras estratégias didáticas.

## Atividade elaborada e seus potenciais resultados

Idealizada para ocorrer ao longo de 6 aulas (de 40 a 50 min cada) - e preferencialmente ser aplicada após os alunos já terem entrado em contato com os principais fundamentos da Dinâmica e da Hidrostática -, a sequência foi elaborada para ser desenvolvida com base no uso de diversos recursos didáticos.

As informações básicas a respeito da distribuição dos recursos didáticos mobilizados pelas aulas e, também, as sugestões das articulações a serem promovidas encontram-se sistematizadas no quadro 01, apresentado a seguir.

Quadro 01: Proposta de Sequência Didática

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A diversidade dos recursos mobilizados no desenvolvimento de cada aula, somada à forma pela qual procuramos inter-relacioná-los é motivada pela consciência que possuímos acerca das dificuldades inerentes ao trabalho isolado com a HC, enquanto encarada como uma abordagem didática.

Devido à ausência de hábitos de leitura de boa parte dos nossos estudantes, o texto discorrendo sobre a Tangagem deve ser elaborado na forma de uma pequena síntese (de até duas páginas), de modo a viabilizar seu trabalho dentro do tempo didático de cada aula. Ou seja, primeiro o estudante toma contato com a síntese para, após ser inteirado do assunto abordado, procurar interagir com o texto original. Nesse processo o docente ganha tempo para convencer o aluno a se interessar e quer saber mais sobre a temática tratada, interagindo mais naturalmente com os recursos apresentados nas demais etapas da sequência de ensino.

Com base nos critérios sistematizados por Schmiedecke (2016), acreditamos que a abordagem histórica associada à sequência de didática apresentada neste trabalho tem a capacidade de contemplar os seguintes aspectos da Moderna Historiografia da Ciência:

-  Valorização das controvérsias, destacando o papel desempenhado por diversas personalidades na construção da ciência - ao trazermos à tona a discussão envolvendo Santos Dumont e os irmãos Wright, sobre a primazia na construção daquele que pode ser considerado o primeiro objeto mais pesado que o ar a realizar um voo nos moldes de um avião; e
-  Realce à influência de outros tipos de fatores externos (de natureza psicológica, religiosa e social, por exemplo) na prática científica -ao apresentarmos a importância dos trabalhos de Augusto Severo na solução de do problema da Tangagem, provavelmente utilizada por outros cientistas e inventores que não mencionaram a influência dos trabalhados do brasileiro em suas conquistas no aprimoramento dos voos feitos por dirigíveis.

Assim sendo, acreditamos que os aspectos destacados possam ser contemplados pela forma de articulação dos recursos didáticos que selecionamos,

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que não impõe o trabalho com a HC somente em momentos específicos das aulas. Pelo contrário, ao alternarmos o uso de materiais de cunho histórico com vídeos, experimentos modelados, estudos de caso, questões de vestibulares e o desenvolvimento teórico dos conteúdos, deixamos evidente para o aluno que a HC não tem um papel acessório no curso, estando integrada de forma harmônica com o as demais ações propostas ao longo da sequência didática.

## Considerações finais

A escolha pela supressão de algumas temáticas nos livros didáticos que chegam à escola pública via PNLD - dentre as quais se destaca a Fluidodinâmica é praticamente inevitável, pois o conjunto de conteúdos a serem abordados nessa etapa escolar é vasto e plural. Todavia, esta prática pode gerar lacunas nas discussões feitas em sala de aula de importantes aspectos científicos e aplicações tecnológicas. Nesse sentido, a proposição de sequências de ensino elaboradas ao longo do processo de formação dos futuros docentes permite a estes sujeitos não se tornarem dependentes dos livros didáticos ao elaborarem suas aulas.

Ao associar a HC a estratégias didáticas diversificadas, a sequência de ensino proposta neste trabalho tende a construir junto aos alunos a consciência de que a Física, enquanto disciplina do Ensino Médio, pode ser trabalhada de forma a oferecer os conhecimentos ditos 'científicos' em sintonia com a história e a dinâmica da sociedade que a produz e veicula. Deste modo, os sentidos e significados construídos pelos estudantes acerca do processo de desenvolvimento dos constructos da ciência tende a ser mais crítico, efetivo e natural.

Por fim, trabalhar a Física a partir da apresentação de episódios da história da ciência nacional oferece aos alunos uma versão menos convencional do percurso dos processos e resultados da ciência. Ao descobrir que o Brasil tem, em termos históricos, papel ativo na produção de conhecimentos científicos e tecnológicos, os alunos podem compreender com maior facilidade as razões que levaram nosso país a atingir o estágio atual de desenvolvimento nesses campos do conhecimento. Tal realidade pode contribuir decisivamente para a escolha do aluno quanto a querer ingressar em carreiras científicas, motivando-o, inclusive, a oferecer suas próprias contribuições para a melhoria da qualidade de vida da nossa população.

## Referências

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