AS MÁQUINAS TÉRMICAS E AS TRANSFORMAÇÕES SOCIAIS NO SÉCULO XVIII - UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE FÍSICA

## AS MÁQUINAS TÉRMICAS E AS TRANSFORMAÇÕES SOCIAIS NO SÉCULO XVIII - UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE FÍSICA

## HEAT ENGINE AND SOCIAL TRANSFORMATION IN EIGHTEENTH CENTURY - A TEACHING AND LEARNING SEQUENCE FOR TEACHING OF PHYSICS

## Wagner Moreira da Silva¹, Winston Gomes Schmiedecke².

¹IFSP- Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo/Licenciando em Física, wagnermoreira2011@bol.com.br

²IFSP- Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo/Departamento de Física, winston.fisica@gmail.com

## Resumo

Partindo da necessidade de novos métodos didáticos destinados à demonstração das várias dimensões da física enquanto ciência, propomos no presente trabalho a elaboração de uma sequência didática potencialmente capaz de relacionar as máquinas térmicas com seus impactos sociais e econômicos no processo histórico de desenvolvimento da sociedade. Tendo por base a teoria das situações didáticas (BROUSSEAU, 2008) e o conceito de transposição didática (CHEVALLARD, 1998), a proposta procura contextualizar o período caracterizado como 'Revolução Industrial' dando enfoque à aceleração do progresso técnico e das transformações sociais ocorridas no final do século XVIII. Nesse sentido, são identificadas e analisadas algumas teorias que buscavam explicar a natureza do calor, bem como as principais influências desse conceito em uma época em que as máquinas ainda não exerciam um domínio tão expressivo sobre os meios de produção. Acreditamos que o ensino de física contextualizado em sua história deve destacar sua não linearidade e as diferentes leituras possíveis que são decorrentes. Conforme destacam os PCN+ (2002), muito mais que saber converter escalas termométricas e observar demonstrações experimentais a respeito de trocas de calor, esperam-se contribuições dos conhecimentos físicos relacionados ao trabalho com as máquinas térmicas no ensino voltadas à formação de uma cultura científica efetiva, na qual o aluno seja capaz de interpretar adequadamente fatos, fenômenos e processos naturais, situando e dimensionando a interação do ser humano com a natureza como parte da própria natureza em transformação.

## Sequências Didáticas

Sequência didática é conjunto de atividades escolares organizadas de maneira sistemática em torno de um tema, de uma problemática ou situação. Segundo Brousseau:

'Uma situação didática é um conjunto de relações estabelecidas explicitamente e ou implicitamente entre um aluno ou grupo de alunos, num certo meio, compreendendo eventualmente instrumentos e objetos, e um sistema educativo (o professor) com a finalidade de possibilitar a esses alunos um saber constituído ou em vias de constituição (BROUSSEAU, 1996, p.48)'.

Nesse sentido, as situações didáticas possibilitam um vasto campo para investigação, diagnóstico e formulação de idéias sobre um dado objeto de estudo. Porém, a utilização desse recurso na prática do ensino de física propõe um desafio: como trabalhar um saber constituído historicamente pela ciência fazendo com que os alunos participem efetivamente na elaboração do conhecimento a ser desenvolvido em sala de aula? Nosso trabalho visa, em última instância, oferecer pistas que nos permitam caminhar com segurança e efetividade pelas trilhas capazes de nos oferecer respostas conclusivas a essa pergunta.

## Transposições Didáticas

A aversão dos alunos a determinado conteúdo de física tem muitas vezes raízes no formalismo e na matematização necessários ao seu entendimento. A transformação do saber acadêmico em saber escolar se faz em diferentes instâncias ou etapas que, apesar de apresentarem vínculos estreitos, não devem ser confundidas. Para tal objetivo, utilizamos as chamadas transposições didáticas conceituadas, segundo Chevallard:

"Um conteúdo de saber que tenha sido definido como saber e ensinar sofre, a partir de então, um conjunto de transformações adaptativas que irão torná-lo apto a ocupar um lugar entre os objetos de ensino. O 'trabalho' que faz de um objeto de saber a ensinar um objeto de ensino é chamado de transposição didática" (CHEVALLARD, 1998, p.39)

## História e Filosofia da Ciência

Chevallard (1998) identifica dois momentos dessa transposição: a transposição externa, associada à elaboração do currículo formal e/ou à adaptação dos livros didáticos, e a transposição interna, que ocorre quando o professor produz o(s) texto(s) norteador(es) das ações didáticas elegidas para o trabalho desenvolvido em sala de aula. Esse último momento é o foco do trabalho aqui apresentado.

Com base em alguns artigos científicos que abordam a utilização das máquinas térmicas, a nossa proposta procura elaborar atividades que promovam o aprendizado dos conceitos físicos por meio de sua história. A sequência didática propõe contextualizar os problemas sociais, as discussões políticas e as principais influências que, se não traduzem fielmente uma época, ao menos facilitam o entendimento das suas principais produções cientificas.

## Metodologia

Etapas que compõe nossa sequência didática e seus objetivos:

1 a Etapa: O que é o fogo?

Analisar as teorias sobre combustão, calor e temperatura desenvolvidas entre os séculos XVIII e XIX -flogisto e calórico -, suas proposições e interpretações originais; explorar as diversas possibilidades que um olhar histórico contextualizado pode produzir; permitir que o aluno identifique em seu cotidiano a presença do calor, de modo a classificar como se dá seu processo de produção, as possíveis medidas e o controle da temperatura.

2 a Etapa: Fontes e trocas de calor

Explorar as principais fontes de calor utilizadas durante o período préindustrial, o advento das máquinas a vapor e o maquinário desenvolvido por James

Watt, bem como a utilização dos diversos combustíveis da época; apresentar a abordagem atual sobre os conceitos de calor específico e energia térmica em corpos e substâncias sólidas e líquidas.

## Estratégias voltadas à elaboração de cada etapa da sequência didática:

- 1. Identificação e caracterização de um objeto de investigação. Ex: a chama de um isqueiro, um barquinho a vapor de baixo custo, a letra de uma música.
- 2. Escolha de recursos de apoio destinados à contextualização de época que proponham reflexões sobre um fato histórico ou uma personalidade notoriamente ligada ao conhecimento discutido. Ex: Transposição didática do texto: 'Flogisto, Calórico & Éter', Brito (2008).
- 3. Avaliação de cada etapa da sequência didática efetuada através de seminários, montagens experimentais ou, ainda, uma produção textual a partir da letra de uma música, conforme a identificação dos alunos com o objeto de investigação estabelecido durante o processo de aprendizagem em torno do tema.

## Conclusão

Os recursos destacados demonstram uma possibilidade de desenvolvimento do processo de ensino-aprendizagem de física na sala de aula no ensino médio. Essas ferramentas didáticas nos oferecem outro olhar sobre o significado do conhecimento que desenvolvemos junto aos alunos. A transposição didática pode ser uma ferramenta poderosa no aprendizado de física quando vinculada aos critérios próprios da História e Filosofia da Ciência (HFC), evidenciando características marcantes da atividade científica.

- O estudo do entorno sócio-cultural, que acompanha o desenvolvimento de uma determinada teoria ou descoberta, proporciona ao aluno uma compreensão mais ampla e natural do processo de construção do conhecimento físico.
- O resultado de iniciativas pedagógicas baseadas em tal premissa é, em geral, positivo, pois oferece ao aluno reais condições de compreender a ciência como uma atividade humana construída historicamente em estreita relação com as condições sociais, políticas e econômicas de uma determinada época, tornando-o consciente de sua capacidade de interagir de forma crítica com a ciência praticada no contexto em que se encontra inserido.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. PCN+ Ensino Médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais - ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: Ministério da Educação, 2002.

BRITO, Armando A. de Sousa e. 'Flogisto', 'Calórico' & 'Éter'. C.Tecn. Mat. , dez. 2008, vol.20, n. 3-4, p.51-63.

BROUSSEAU, Guy. Introdução ao estudo da teoria das situações didáticas: conteúdos e métodos de ensino. São Paulo: Ática, 2008.

CHEVALLARD, Yves. La transposición didáctica: del saber sabio al saber enseñado . Buenos Aires: Aique, 1998.