INTEGRANDO A HISTÓRIA DA CIÊNCIA A RECURSOS DIDÁTICOS DIFERENCIADOS EM AULAS DE TERMODINÂMICA

## INTEGRANDO A HISTÓRIA DA CIÊNCIA A RECURSOS DIDÁTICOS DIFERENCIADOS EM AULAS DE TERMODINÂMICA

## Vitor de Camargo 1 , Winston Gomes Schmiedecke 2

- 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, vitorrs966@gmail.com
- 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo/ Diretoria de Ciências e Matemática, winston.fisica@gmail.com

## Resumo

O desenvolvimento histórico da Termodinâmica ocupa lugar de destaque nas apropriações da História da Ciência realizadas por docentes em aulas de física ministradas na escola básica, geralmente motivadas pelas evidentes (e mútuas) influências que Ciência e Tecnologia suscitaram entre si neste período. Este trabalho aproveita-se do destaque realizado pelos pesquisadores que sinalizam a necessidade de as abordagens históricas no ensino da Física estarem associadas às estratégias didáticas variadas - em conjunto com as fontes e demais materiais tradicionalmente relacionados ao trabalho com a História da Ciência -, de modo a não saturar o educando com leituras e análises de caráter essencialmente histórico. Elaborado em sintonia com critérios próprios da Moderna Historiografia da Ciência, e em consonância com recursos e materiais didáticos diversificados, o trabalho apresenta o delineamento de uma sequência didática envolvendo a Termodinâmica, que foi elaborada no contexto de uma disciplina de um curso de licenciatura em Física de uma instituição pública do estado de São Paulo. Uma leitura crítica do resultado obtido, acompanhada da compreensão do processo que o desencadeou, permite-nos ressaltar a importância da presença de atividades instrumentalizadoras no processo de formação dos futuros docentes, referente ao uso da História da Ciência na elaboração de aulas de física para o ensino médio.

Palavras-chave : História da Ciência, Sequências Didáticas, Termodinâmica

## Introdução

A busca por dar maior significado e sentido para os conteúdos teóricos da Física apresentados em aulas do Ensino Médio tem motivado muitos docentes a procurarem alternativas junto aos conhecimentos habitualmente desenvolvido no âmbito de atuação da História da Ciência, enquanto ramo do conhecimento humano há tempos institucionalizado.

Essa ação é respaldada por muitos dos pesquisadores das áreas de Ensino de Ciência e História da Ciência (MATTHEWS, 1995; GIL-PÉREZ ET AL. , 2001; MARTINS, 2006; dentre outros) e, também, pela redação final dos diversos documentos oficiais que regem os ensino no Brasil (BRASIL, 1999; 2006; 2012; dentre outros).

Há reflexos dessa realidade, inclusive, na escrita dos planos de curso de diversas licenciaturas. As Diretrizes Curriculares para o Curso de Física determinam que os conteúdos estabelecidos para o núcleo curricular 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 conduzir este trabalho a partir de

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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 praticada nos cursos de licenciatura, dar origem a disciplinas de caráter predominantemente teórico - concentradas em oferecer informações envolvendo a evolução e o desenvolvimento dos conceitos científicos - e, principalmente, a disciplinas preocupadas em instrumentalizar os docentes em formação acerca das possibilidades dos usos didáticos da História da Ciência.

Sustentamos essa última asserção nas notórias dificuldades dos professores de física na elaboração e articulação de ações didáticas em suas aulas e demais intervenções. Tal realidade tem sido investigada e retratada por diversas pesquisas envolvendo os usos da História da Ciência (HC) no Ensino de Ciências (EC) (FORATO, 2009; SCHMIEDECKE, 2016, dentre outras).

Assim sendo, este trabalho descreve os principais detalhes de uma sequência de aulas de Termodinâmica destinada à escola básica, tendo a abordagem histórica um papel preponderante nos resultados obtidos.

Nesse processo foram utilizados materiais e recursos diversos - de textos de periódicos a experimentos modelizados, passando pelo uso de peças de áudio e vídeo, pinturas de artistas atuantes ao longo do séc. XIX e, também, de excertos selecionados de dissertações de mestrado e teses de doutorado.

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 (IES) 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.

## Disciplinas de história em uma licenciatura em física: abordagens teóricas versus abordagens instrumentalizadoras

Como reflexo das indicações advindas do universo acadêmico e das determinações presentes nos principais documentos oficiais, os planos de curso das licenciaturas em Física oferecidas pela maioria das IES brasileiras contemplam a presença da HC no corpo das ementas de algumas de suas disciplinas.

Todavia, considerando que muitos dos docentes que atuam nas licenciaturas em Física são bacharéis de formação, não é de se estranhar a abordagem extremamente teórica imprimida nas disciplinas de cunho histórico. Nesses casos, observa-se uma concentração das ações na figura do docente, comprometido com a exposição, o encadeamento e a explanação dos acontecimentos históricos ligados à ciência sem trazer os licenciandos para um posição de coprotagonismo das atividades desenvolvidas. Classificamos esta prática como uma abordagem teórica que, por mais bem intencionada que seja, dificilmente formará professores aptos a praticarem a HC em suas futuras aulas.

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No outro lado dessa moeda estariam os docentes preocupados em formar professores capazes de se apropriarem dos conceitos e, principalmente, das técnicas de seleção e articulação dos materiais de cunho histórico a serem utilizados em suas ações didáticas. A essa prática denominamos, no âmbito deste trabalho, abordagem instrumentalizadora .

A licenciatura em Física da IES em que atuamos oferece semestralmente, em caráter obrigatório, uma disciplina denominada Ciência, História e Cultura (CHC) . Sua ementa, presente no plano de curso da licenciatura em referência, tem a seguinte redação:

O entendimento da natureza histórica, social e cultural do conhecimento científico é, ao mesmo tempo, um objetivo e um dos maiores desafios da educação para a ciência. Assim, este espaço curricular aborda não apenas elementos da historiografia da ciência, mas problematiza o seu papel no ensino e na divulgação científica. São estudados materiais didáticos, produção acadêmica e projetos de ensino que incorporam e propõem o ensino da física articulado à dimensão cultural da ciência e as relações múltiplas entre a implicação e a determinação social do conhecimento científico e seus produtos tecnológicos. Aos alunos, são propostas atividades de estudo visando à incorporação da pesquisa em ensino da física à pratica de sala de aula. 1

Como se pode notar, há um claro incentivo para o trabalho com os aspectos historiográficos. Fica evidente, ainda, a preocupação em formar professores de física que sejam ativos no processo de elaboração dos materiais destinados a promover uma abordagem histórica em contextos didáticos.

Sem negligenciar os tradicionais conteúdos teóricos da HC a serem trabalhados, o docente responsável por ministrar a CHC nessa IES, em mais de 13 semestres não consecutivos, sempre procurou desenvolver suas aulas de modo que os licenciandos tomassem contato com materiais de caracteres histórico diversificados. E, ao final de cada curso, todo licenciando teve que apresentar - em sala de aula - uma sequência didática utilizando a HC como estratégia de ensinoaprendizagem, necessariamente associada a outros recursos didáticos. Após criticada pelos colegas de curso e pelo docente da disciplina, a sequência didática seria ajustada para, enfim, estar em condições de ser praticada na escola básica.

Com destaque para a forma de escolha e articulação de tais recursos, uma dessas sequências será apresentada mais adiante. A próxima seção oferece os principais detalhes do referencial historiográfico utilizado no processo de desenvolvimento do curso e, principalmente, do conjunto de aulas elaborado.

## Historiografia e Ensino de Ciência

Ao optar por conferir uma abordagem histórica às suas aulas na escola básica, os professores de disciplinas ditas 'científicas' (de Física, por exemplo) dificilmente irão encontrar materiais totalmente 'prontos' para esse fim, nos moldes do papel que os livros didáticos desempenham no cotidiano de muitos desses

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docentes. Desse modo, tais sujeitos deverão consultar fontes diversas, visando à constituição de suas ações.

Conforme investigado e destacado por algumas pesquisas atuais que acompanham as tentativas de se consolidar a aproximação HC - EC (FORATO; MARTINS; PIETROCOLA, 2012; MONTEIRO, 2014; SCHMIEDECKE, 2016), há uma série de obstáculos a serem enfrentados nesse sentido, principalmente quando o objetivo é evitar apropriações equivocadas, que gerariam visões distorcidas sobre a estruturação e o funcionamento da ciência.

A busca pelo alinhamento de suas intenções com o trabalho habitualmente realizado pelos historiadores da ciência acaba conduzindo o professor, em menor ou maior medida, a recorrer a fontes primárias (ou secundárias, de reconhecida procedência). Esse é o momento em que o docente deveria estar apto a realizar uma escolha consciente do viés historiográfico das fontes a serem utilizadas.

Nesse processo, conforme esclarece Ohara (2013),

após a separação dos materiais é preciso investigá-los, questioná-los, problematizá-los [...] as fontes, eternos ancoradouros do historiador, não falam por si; é preciso que o historiador as questione, as interrogue, formule problemas para que possa retirar dali o material efetivo de sua narrativa (OHARA, 2013, p. 197).

Neste ponto, em que pese o fato de muitos docentes não possuírem formação em HC, 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, também, dos materiais que intenta produzir. Portanto, essa escolha determina uma etapa que não pode ser negligenciada ou relegada a um segundo plano.

Para guiar a elaboração da sequência didática que efetuamos (a ser detalhada na próxima seção), escolhemos a chamada Moderna Historiografia da Ciência (MHC) como referencial. Segundo Baldinato e Porto (2008) e Schmiedecke (2016), essa vertente historiográfica seria pautada pelo trabalho com os chamados 'estudos de caso', valorizando a influência de fatores sociais, econômicos e culturais na origem, no desenvolvimento e nos resultados da ciência, procurando 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, tornando-se evidente haver uma superposição de diversos níveis de 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.

A escolha pela MHC encontra respaldo, ainda, nas determinações presentes nos principais documentos que oficialmente regem o ensino no Brasil (LDB, PCN+, DCEM etc.), que de forma recorrente mencionam a importância dos docentes oferecerem aos seus alunos uma educação científica verdadeiramente crítica, ativa e transformadora, realidade que pretendemos deixar mais claro ao apresentarmos os detalhes da sequência didática que elaboramos.

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## A sequência didática elaborada

Elaborada para ser desenvolvida com base no uso de recursos didáticos diversificados, a sequência é composta por 12 aulas. O quadro 01, apresentado a seguir, oferece as informações básicas a respeito da distribuição dos recursos didáticos mobilizados em cada aula (ou conjunto de aulas), além da sugestão de algumas articulações passíveis de serem efetuadas.

Quadro 01: Proposta de Sequência Didática

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- A diversidade dos recursos mobilizados no desenvolvimento de cada aula, somada à forma com a 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.

Já a baixa presença de hábitos de leitura de uma parcela significativa dos nossos estudantes motivou-nos a produzir textos a serem aplicados em aula na forma de pequenas sínteses, de até duas páginas, viabilizando a execução do trabalho dentro do tempo didático regimentar. Deste modo, o estudante primeiro toma contato com a síntese para, após ser inteirado do assunto abordado, tentar interagir com o texto original. Nesse processo o docente ganha tempo para convencer o aluno a se interessar e querer saber mais sobre a temática tratada, interagindo melhor com os recursos oferecidos nas demais aulas da sequência didática.

Para os critérios destacados por Schmiedecke (2016), a sequência didática contempla os seguintes aspectos da Moderna Historiografia da Ciência:

-  Realce à influência de outros tipos de fatores externos (de natureza psicológica, religiosa e social, por exemplo) na prática científica, considerando que os textos, vídeos e as pinturas de época apresentadas auxiliam o aluno na percepção da grande influência que o desenvolvimento científico, a produção artística e das necessidades da época (Revolução Industrial e a necessidade de facilitar algumas tarefas cotidianas) exerceram no surgimento e na consolidação da Termodinâmica; e
-  Valorização das controvérsias, destacando o papel desempenhado na construção das ideias científicas ao longo da história, ao ser questionado o status de Mayer como formulador da 1ª. Lei da Termodinâmica e dar luz às contribuições de Carnot para a formulação da teoria.

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Assim sendo, acreditamos que seus aspectos ora destacados possam ser contemplados pela forma de articulação dos nossos recursos didáticos, que não impõe o trabalho com a HC somente em momentos específicos das aulas. Pelo contrário, ao alternarmos a abordagem histórica com vídeos, experimentos modelados, estudos de caso, exercícios de aplicação e diálogos com a produção artística de época, deixamos claro para o aluno que a HC não tem um papel acessório no curso, estando totalmente integrada com as demais ações propostas ao longo da sequência didática.

## Considerações finais

Ainda que raramente explorados com efetividade, determinados conjuntos de conteúdos da Física apresentam uma natural vocação para serem trabalhados com base em uma abordagem histórica, dentre os quais a Termodinâmica ocupa um lugar de destaque. Nesse sentido, em aulas para o Ensino Médio, informar e instrumentalizar os docentes de física em formação no que tange ao trabalho com as principais vertentes historiográficas existentes -e suas possibilidades de apropriação em contextos didáticos - são ações capazes de diminuir o receio dos futuros professores quanto a se enveredarem no campo do trabalho com os estudos históricos.

Ao associar a História da Ciência 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.

Nos cursos de formação de professores, disciplinas teóricas pautadas pela exposição dos fatos históricos e dos respectivos conteúdos científicos adjacentes deveriam abrir espaço para a proposição de momentos privilegiando a discussão de questões historiográficas junto aos licenciandos. Adicionalmente, o processo de elaboração da sequência didática presente neste trabalho lança luz sob a importância de se instrumentalizar os futuros docentes no tocante à produção de suas próprias aulas, feitas a partir de abordagens históricas. Tal ação permitiria a esses sujeitos trilharem os primeiros passos nesta seara de forma mais assertiva e consciente, por meio do diálogo com seus professores e colegas acerca dos aspectos relacionados aos pontos fortes e das limitações dos materiais elaborados.

## Referências

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