Reflexões sobre o uso da História da Ciência em aulas de Física do ensino fundamental

## Reflexões sobre o uso da História da Ciência em aulas de Física do ensino fundamental

## Ághata Luciana Vilaça Ferreira 1 , Karine Raquiel Halmenschlager 2

- 1 Universidade Federal de Santa Catarina/Departamento de Física, aghatalucianavf@gmail.com

2 Universidade Federal de Santa Catarina/Departamento de Metodologia de Ensino, karinehl@hotmail.com

## Resumo

Este artigo tem como objetivo analisar a influência de um plano de aula, com foco na História da Ciência, na compreensão da Dinâmica, em especial nos conteúdos de Inércia e Leis de Newton, por estudantes do ensino fundamental de uma escola pública da rede federal de ensino. A investigação, de natureza qualitativa, se deu no âmbito de uma disciplina de estágio supervisionado obrigatório, de um curso de Licenciatura em Física em uma universidade federal. Do ponto de vista metodológico, envolveu observação em sala de aula, elaboração de um planejamento, aplicação de uma atividade avaliativa e análise de dados obtidos a partir da implementação da mesma em uma turma de nono ano. A partir da análise das respostas da turma à atividade proposta, conclui-se que a História da Ciência impacta positivamente no entendimento dos alunos, no entanto, são necessários materiais de apoio adequados para o professor implementá-la em sala de aula.

Palavras-chave : Ensino de Física, História da Ciência, Leis de Newton.

## Introdução

Este artigo foi desenvolvido no contexto de uma matéria de Estágio Supervisionado Obrigatório de um curso de Licenciatura em Física. A disciplina tem o objetivo de preparar os licenciandos para atuar no ambiente escolar os aproximando da realidade das escolas. Entre as atividades previstas, é preciso que os estudantes realizem observações durante as aulas de Física de alguma turma de ensino fundamental ou médio da rede pública. Em seguida, ocorre a regência, na qual os licenciandos elaboram planos de aula e uma atividade avaliativa e aplicam na turma acompanhada. Neste texto será explorado o trabalho de uma estagiária que escolheu abordar a História da Ciência em uma turma de 9º ano do ensino fundamental durante a explicação dos conteúdos de Inércia e Leis de Newton.

Muito se discute sobre a importância de apresentar a História da Ciência nas aulas de Física. Pesquisadores afirmam que abordar o processo de elaboração de um conceito físico e seu contexto histórico contribui para que os estudantes entendam que a Ciência é uma construção humana, influenciada por questões sociais e econômicas (HIDALGO; JUNIOR, 2016), além de estabelecer um paralelismo entre algumas concepções alternativas dos estudantes e importantes ideias mantidas no passado (PEDUZZI; PEDUZZI, 1988). Ainda, a História da Ciência desmistifica o pensamento de que uma única pessoa foi responsável por desenvolver determinada teoria (PORTO; PORTO, 2009), que é o principal motivo de alguns estudantes acreditarem que a Física é apenas para 'gênios". Sendo assim, essa abordagem aproxima os alunos do conteúdo apresentado mostrando que a Ciência está ao alcance de qualquer pessoa.

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

Considerando isso, buscou-se entender de que maneira o desenvolvimento de um planejamento, com foco na História da Ciência, pode influenciar na aprendizagem dos estudantes. Assim, a partir das respostas à atividade avaliativa proposta, foi possível analisar o impacto dessa abordagem.

## Aspectos Teóricos

Os estudantes estão acostumados com aulas de Física expositivas, nas quais eles ficam sentados em suas carteiras atentos à explicação do professor. O uso demasiado de definições e equações matemáticas dá origem à perspectiva de que apenas 'gênios' têm capacidade de se dar bem com a disciplina.

[...] planta-se na mente dos alunos ideias de verdades universais ou de que o erro e a incerteza não têm lugar na Ciência, quando é justamente o contrário. [...] Apresenta-se a Ciência como se fosse algo pronto, acabado, em que o cientista surge como uma figura quase mitológica, com respostas para todas as dúvidas, sem incorrer em erros ou passar por dificuldades. (HULSENDEGER, J. V. C., 2007, p. 224)

Sendo assim, os alunos que não têm afinidade com a matéria criam uma espécie de 'barreira' com os conteúdos, o que se torna um grande desafio para o educador. Além disso, alguns professores, intencionalmente ou não, propagam a ideia de que a Ciência é exata e inacabada, dando origem ao pensamento de que estudar Ciência é uma atividade passiva, em que se deve apenas acreditar e aceitar no que está sendo exposto.

Encarar a ciência como um produto acabado confere ao conhecimento científico uma falsa simplicidade que se revela cada vez mais como uma barreira a qualquer construção, uma vez que contribui para a formação de uma atitude ingênua frente à ciência. [...] Assim, o conhecimento científico, construção sofisticada e gradual da mente humana, passa a ser tomado como algo passível de mera transmissão, de revelação e não como conhecimento a ser elaborado. Essa atitude mostra-se claramente nociva a qualquer tentativa de se aproximar da ciência. (CASTRO, R. S.; CARVALHO, A. M. P., 1992, p. 227)

Os textos citados apontam a importância de se discutir o processo que determinado assunto de Ciências sofreu para ser desenvolvido e aceito pela comunidade científica, ou seja, a História da Ciência, campo bastante estudado pelos pesquisadores de Ensino de Ciências. No final do século XIX havia professores na Inglaterra que acreditavam que a História da Ciência constituía uma motivação para seus alunos, por isso introduziram essa abordagem em suas aulas, embora não fizesse parte do conteúdo das avaliações. Apenas no fim dos anos quarenta, Connant, professor de Harvard, reconheceu que a inclusão da História da Ciência era necessária e introduziu a 'história de casos da ciência' na educação geral em ciências. Nos anos setenta, com o surgimento do Projeto Física, de Harvard, o movimento a favor da utilização da História da Ciência atingiu seu auge (SEQUEIRA; LEITE, 1988).

Utilizar a História da Ciência nas aulas de Ciências vai além do simples ato de 'contar uma história' para os estudantes. Na realidade, essa abordagem permite que o professor mostre aos alunos que não foi de uma hora para outra que uma descoberta científica aconteceu e se tornou conteúdo do livro didático, ou que o cientista estava descansando e uma ideia surgiu magicamente em sua mente, como a famosa história da maçã caindo na cabeça de Newton leva a acreditar. A História da Ciência deve ser utilizada para evidenciar que a Ciência não é uma área à parte das demais, mas que é influenciada por decisões humanas e pelo contexto histórico

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(HIDALGO; JUNIOR, 2016), como o nascimento da Termologia a partir da invenção da máquina a vapor na Primeira Revolução Industrial.

Apesar do potencial do uso da História da Ciência em sala de aula, utilizá-la efetivamente não é uma tarefa fácil. Os principais desafios nessa abordagem dizem respeito à própria organização das disciplinas, que são construídas de modo que não há espaço para adicionar mais conteúdo, o que torna difícil a utilização de estratégias que sejam relativamente mais morosas que as estratégias tradicionais (SEQUEIRA; LEITE, 1988). Além disso, faltam materiais de auxílio ao professor, o qual precisa gastar tempo ademais de sua carga horária para pesquisar o assunto e elaborar suas aulas. Portanto, para que a História da Ciência se torne presente nas aulas de Ciências é necessário corrigir uma série de fatores que dependem de todas as pessoas envolvidas no processo de ensino-aprendizagem.

## Contexto da pesquisa

A motivação para este ensaio foram as experiências vivenciadas no contexto da disciplina de Estágio Supervisionado Obrigatório, em um curso de licenciatura em Física. O objetivo da matéria é aproximar os licenciandos em Física ao ambiente escolar e proporcionar a experiência de estar em sala de aula como educador. A primeira parte consiste na observação de aulas de Física em determinada turma de Ensino Fundamental ou Médio a fim de conhecer os estudantes (idade, perfil, relacionamento da turma entre si e entre o professor), conhecer a abordagem que o professor utiliza de acordo com a demanda da turma, características da escola, entre outros. Após isso, inicia-se o período de regência, no qual os licenciandos devem elaborar um planejamento de seis horas-aula e ministrar as aulas para a turma. Um 'Diário de Bordo' é confeccionado como parte da avaliação da disciplina, no qual consta a descrição das atividades realizadas durante o estágio, desde a observação das aulas até o processo de regência. Os relatos do Diário de Bordo da autora serão utilizados neste trabalho.

A autora estagiou numa turma do 9º ano do Ensino Fundamental com 25 alunos de uma escola da rede federal de educação na cidade de Florianópolis, na disciplina de Ciências, cujo programa contém assuntos de Física, Química e Biologia. Convenientemente estavam sendo ministrados conteúdos de Física durante a realização do estágio. No início das observações, o professor supervisor estava terminando o conteúdo de Cinemática e pretendia aplicar uma prova como forma de avaliação. Foi possível perceber que a turma era bastante participativa e respeitosa com o professor, ainda que houvesse momentos em que ele precisava chamar atenção dos alunos. Nas explicações os estudantes tiravam dúvidas e respondiam as questões do professor. Após a notável participação dos alunos nas aulas, esperava-se que o desempenho na prova fosse consideravelmente bom, mas não foi o que aconteceu. No dia da avaliação, uma grande parcela da turma reclamou durante sua realização, afirmando que as questões estavam confusas e difíceis demais. Ainda, a estagiária percebeu que alguns estudantes entregaram as provas pouco tempo depois do seu início, com a maioria das questões sem resposta. Os alunos que mais participaram das aulas foram os que mais demoraram para terminar a avaliação. Após a aplicação da prova, foram apresentados os conteúdos de grandezas escalares, vetores e grandezas vetoriais. A estagiária iniciaria a regência com o conteúdo de Dinâmica, abordando Inércia, Leis de Newton, Força Peso e Força de Atrito.

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A abordagem escolhida para as aulas foi a História da Ciência, decisão motivada por uma série de fatores: a notável hostilidade que alguns estudantes possuíam em relação aos conteúdos de Física, principalmente aos que envolviam tratamento matemático um pouco mais elaborado; os alunos que aparentavam não ter afinidade com as exatas ficavam alheios ou ocupados com outras atividades durante a explicação do professor; a desmistificação da figura do cientista como gênio, o que reforça a ideia de que a Física não é para todos. O objetivo do uso da História da Ciência nas aulas era chamar a atenção do maior número de alunos possível, utilizando uma abordagem acessível a todos, seja aos que gostavam da matéria ou não. Além disso, buscava-se mostrar que a Ciência é influenciada por fatores externos e que não são os cientistas que 'ditam' o que é certo ou errado, mas que decidir isso depende do contexto social e histórico vigente.

## Planejamento da intervenção

Os materiais base para a elaboração do planejamento foram os trabalhos de Porto e Porto (2009) e Peduzzi e Peduzzi (1988), além do livro didático utilizado pelo professor da turma. Porto e Porto (2009) fazem uma perspectiva histórica sobre a Inércia, explicando quem foram os principais contribuintes para a elaboração desse conceito, suas ideias e como a época em que eles estavam inseridos influenciou no avanço de suas pesquisas. Os pesquisadores apresentados no trabalho são Aristóteles, Copérnico, Giordano Bruno, Galileu e Descartes. Peduzzi e Peduzzi (1988) propõem uma forma de ensinar as Leis de Newton explorando as concepções alternativas dos alunos e as relacionando com as ideias dos pesquisadores envolvidos no desenvolvimento da Dinâmica e da sociedade em que estavam inseridos.

A discussão de aspectos ligados à História da Ciência como estratégia para estabelecer um paralelismo entre algumas concepções espontâneas dos estudantes e importantes ideias mantidas no passado. Isso também funciona como forma dos alunos perceberem a evolução dos conceitos e os desenvolvimentos das teorias que estudam. (PEDUZZI, S. S.; PEDUZZI, L. O. Q., 1988, p. 143).

Portanto, a primeira aula ministrada pela estagiária teve o tema de 'Movimento dos corpos e Inércia', na qual foi questionado à turma qual a motivação para o estudo dos movimentos a fim de entender a concepção que os estudantes tinham sobre o assunto. A partir de suas respostas, foi apresentado o contexto da Grécia Antiga e como Aristóteles introduziu os conceitos de movimentos naturais e violentos. Em seguida, discutiu-se os demais cientistas citados no trabalho de Porto e Porto (2009), exceto Descartes. Observou-se que grande parcela da turma esteve atenta durante toda a explicação. No fim da aula, vários alunos fizeram perguntas relacionadas a como os cientistas faziam suas pesquisas em épocas anteriores: quais instrumentos utilizavam e qual material usado como base. Por conta disso, a estagiária preparou slides com imagens dos trabalhos dos cientistas, o qual foi apresentado nas aulas seguintes.

Finalizado o conteúdo de Inércia, na aula posterior deu-se início às Leis de Newton. A partir daí, a estagiária explorou as concepções alternativas dos estudantes sobre movimento acelerado, como sugerido por Peduzzi e Peduzzi (1988), e houve participação considerável da turma. Até durante a explicação da Segunda Lei de Newton, em que foi apresentada a equação da força, os alunos fizeram questionamentos. No final foi entregue aos alunos uma atividade contendo quatro questões: as três primeiras consistiam em interpretar um quadrinho (ver

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Figura 01) no qual eram discutidos conceitos sobre a Primeira Lei de Newton e a última correspondia a um problema sobre a Segunda Lei de Newton. As demais aulas realizadas durante o estágio não contribuem para o objetivo deste trabalho.

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Figura 01: Quadrinho utilizado na atividade proposta. Fonte: CANTO, E. L.; LEITE, L. C. C.; CANTO, L. C. Ciências Naturais: aprendendo com o cotidiano . 8. ed. São Paulo: Moderna, 2022. p. 163.

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As questões propostas foram:

- 1.Como se chama a lei científica a que o gato se refere?
- 2. A palavra repouso está sendo utilizada pelo personagem em um sentido diferente do que possui na Física. Explique o que significa repouso no entender:
- a. do personagem.
- b. da Física.
- 3. No terceiro quadrinho, o personagem enuncia a lei, mas esquece de uma parte importante do enunciado. Escreva o enunciado completo da lei.
- 4. Um jogador de futebol chuta uma bola e exerce sobre ela uma força resultante de 4 N. A massa da bola é de 400 g. Nesse caso, qual será a aceleração da bola?

Após a turma ter respondido, a estagiária fez uma correção em sala. Em seguida, a atividade foi recolhida. Apenas 14 alunos entregaram.

## Metodologia de análise

A investigação realizada tem natureza qualitativa (LUDKE; ANDRÉ, 1986), sendo que a atividade final, descrita anteriormente, configurou como instrumento de pesquisa juntamente com as observações realizadas, e registradas no Diário de Bordo, no decorrer das práticas do estágio supervisionado. Nesse sentido, foi realizada uma análise qualitativa das respostas dos alunos na questão 1 com a finalidade de reconhecer se a utilização da História da Ciência nas aulas foi efetiva e contribuiu para sua formação. Da mesma forma, a partir das respostas na questão 4, buscou-se verificar se a 'barreira' entre os estudantes e conteúdos mais quantitativos pode ser quebrada utilizando a abordagem da História da Ciência

As respostas da questão 1 foram classificadas conforme sua semelhança com a maneira que a 1ª Lei de Newton foi denominada em sala de aula. Os alunos que escreveram exatamente da forma que lhes foi apresentado pertencem à categoria 1a, os que responderam de forma incompleta pertencem à categoria 1b, e os alunos que responderam erroneamente fazem parte da categoria 1c. Já a classificação das respostas da questão 4 foi feita de acordo com a presença de quatro elementos na resolução do problema: indicação da equação, indicação das

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grandezas, cálculo completo e resposta final. As categorias foram definidas em ordem decrescente, conforme a quantidade de elementos presentes. Ainda, o problema fornece a massa em gramas, sendo necessário fazer a conversão para quilogramas, mas nenhum aluno a fez. Por conta disso, a questão da conversão de unidades da massa foi desconsiderada na categorização.

## Resultados e discussão

Após a análise e classificação das respostas da questão 1, obteve-se os seguintes resultados.

Quadro 01: Categorias das respostas da questão 1.

Observa-se que uma considerável parte dos estudantes respondeu corretamente à questão escrevendo o nome da lei científica exatamente da forma que lhes foi exposto em aula. O fato de mais da metade da turma (8 dos 14 alunos) compor a categoria 1a fortalece a ideia de que a História da Ciência serve como motivação para o aluno, uma vez que sua atenção fica voltada para a aula, o que lhe permite que compreenda o conteúdo de maneira mais eficiente e que se aproxime da Ciência (CASTRO; CARVALHO, 1992). A respeito do aluno da categoria 1b, não se sabe se sua resposta incompleta, porém correta, ocorreu devido a insegurança com o conteúdo ou devido algum fator externo.

A resposta dos alunos pertencentes a categoria 1c provoca uma reflexão sobre a maneira como a História da Ciência foi utilizada pela estagiária no planejamento. O grande foco no desenvolvimento do conceito da Inércia pode ter levado esses estudantes a pensarem que o mesmo fosse uma lei científica. Acredita-se que o entendimento da Inércia como uma propriedade dos corpos não tenha ficado claro. Desse modo, fica evidente o exposto por Sequeira e Leite (1988) sobre a falta de materiais adequados para instruir o professor na abordagem da História da Ciência ser um desafio no Ensino de Ciências. Faz-se necessário buscar uma maneira mais cuidadosa de introduzir a História da Ciência em sala de aula para não causar confusão nos estudantes.

Sobre a questão 4, obteve-se as seguintes categorias.

Quadro 02: Categorias das respostas da questão 4.

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Com a utilização da História da Ciência nas aulas, esperava-se que uma parcela considerável da turma desenvolvesse o raciocínio completo na resolução do problema, obtendo resultados comparáveis aos observados para a questão 1. No entanto, apenas 3 alunos (categoria 4a) resolveram a questão da maneira correta expondo seu raciocínio e evidenciando a capacidade de relacionar o conteúdo físico com a expressão matemática. A categoria 4b representa os estudantes que souberam interpretar o problema como parte do fenômeno físico, mas que não desenvolveram os cálculos. Essas duas categorias mostram que deve haver uma maior preocupação por parte do docente em discutir os conceitos e grandezas envolvidos no fenômeno estudado, assim a História da Ciência torna-se fundamental, pois sua abordagem permite o estudo do processo de descoberta e desenvolvimento dos conceitos físicos, concedendo ao aluno uma visão mais apurada e senso crítico em relação à Ciência (CASTRO; CARVALHO, 1992).

A categoria 4c é composta por estudantes que sabiam relacionar cada dado fornecido pelo enunciado com as incógnitas da equação, uma vez que apenas substituíram as informações na fórmula e realizaram o cálculo, mas não é possível afirmar se eles entenderam o significado das grandezas. Essa atitude gera certa apreensão ao docente, já que é difícil identificar se os alunos realmente absorveram o conteúdo físico ou se estão apenas fazendo cálculos sem entender o motivo. Devido a circunstância, não fica claro ao professor que atitude deve ser tomada para evitar situações assim. É preciso realizar um tratamento mais cuidadoso com os alunos, buscando entender individualmente suas dificuldades.

As categorias 4d e 4e retratam os alunos que provavelmente não tentaram resolver a questão previamente e apenas acompanharam a correção feita em sala, uma vez que as respostas da categoria 4d começavam da parte final do cálculo sem identificar as grandezas ou montar a equação -, enquanto na categoria 4e foi apresentada apenas a resposta final do problema -sem fornecer qualquer justificativa. Esse é um problema que acontece com bastante frequência no Ensino de Física. Como Hulsendeger (2007) aponta em seu trabalho, os estudantes têm a visão distorcida do cientista como figura mitológica, visto que acreditam que ele (sozinho) foi capaz de desenvolver teorias e equações elaboradas. Isso somado à aversão que alguns estudantes têm à Matemática, torna um grande desafio para o professor apresentar as expressões matemáticas sem 'assustar' os alunos. Durante as aulas, foi observado que grande parte da turma estava atenta à explicação até o momento em que a equação da 2ª Lei de Newton foi exposta, no qual alguns estudantes dispersaram ou se ocuparam com outras atividades. Essa atitude justifica as respostas nas categorias 4d e 4e, além da 4f, em que os estudantes não apresentaram resposta alguma. Esperava-se que a abordagem inicial da História da Ciência amenizasse o impacto da parte quantitativa do conteúdo, mas observou-se que essa ainda é uma barreira para alguns estudantes. No entanto, vale ressaltar que as atividades do estágio ocorrem em um tempo limitado, no qual observa-se apenas um recorte da turma e das dificuldades dos estudantes. Faz-se necessário um estudo que acompanhe os alunos por um tempo maior, entendendo suas limitações e utilizando recursos adequados para cada situação.

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## Considerações Finais

Com base no que foi observado durante o período de regência da estagiária e nos resultados da análise das respostas dos alunos na atividade proposta, fica nítido que o uso da História da Ciência causou certo impacto nos estudantes. Ao comparar o comportamento da turma nas aulas em que a História da Ciência foi abordada com as aulas em que o conteúdo foi exposto tradicionalmente - professor explicando de acordo com a sequência do livro didático -, há uma diferença notável. Ainda que a turma em questão fosse participativa em geral, a quantidade de estudantes prestando atenção e participando das aulas com História da Ciência foi maior que o esperado.

Conforme exposto, a falta de materiais adequados é um fator que impede muitos professores de utilizarem a História da Ciência em sala de aula, uma vez que se necessita de mais tempo para pesquisar sobre o assunto e elaborar os planejamentos. Além disso, dar ênfase também à parte qualitativa do conteúdo diminui o receio que alguns estudantes sentem ao verem uma expressão matemática no quadro, apesar de não ser a solução para o problema. Portanto, é necessário um olhar mais cuidadoso por parte do docente sobre a maneira que o conteúdo será apresentado, de modo que os alunos sejam capazes de desenvolver um senso crítico sobre a Ciência.

Dessa forma, é imprescindível que sejam desenvolvidos materiais de apoio sobre História da Ciência para o docente. Ademais, deve-se buscar maneiras de implementar discussões sobre os conceitos físicos em sala de aula, dando tanta atenção quanto à parte quantitativa do conteúdo, de maneira que os estudantes consigam entender o fenômeno físico completo.

## Referências

CASTRO, R. S. de; CARVALHO, A. M. P. de. História da Ciência: investigando como usá-la num curso de segundo grau. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 9, n. 3, p. 225-237, 1992.

HIDALGO, M. R.; JUNIOR, A. L. Reflexões sobre a inserção da História e Filosofia da Ciência no Ensino de Ciências. História da Ciência e Ensino: construindo interfaces, v. 14, p. 19-38, 2016.

HÜLSENDEGER, M. J. V. C. A História da Ciência no ensino da Termodinâmica: um outro olhar sobre o ensino de Física. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências (Belo Horizonte) , v. 9, n. 02, p. 222-237, 2007.

LÜDKE, M.; ANDRÉ, M.E.D.A. Pesquisa em Educação: abordagens qualitativas. São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária, 1986.

PEDUZZI, S. S.; PEDUZZI, L. O. Q. Leis de Newton: uma forma de ensiná-las. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 5, n. 3, p. 142-161, 1988.

PORTO, C. M.; PORTO, M. B. D. S. M. Galileu, Descartes e a elaboração do princípio da inércia. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 31, p. 4601-4610, 2009.

SEQUEIRA, M.; LEITE, L.. A história da ciência no ensino: aprendizagem das ciências. 1988.

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