Uma reflexão sobre o ensino de ciências



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I0 Colóquio em Epistemologia e Pedagogia das Ciências - 2005


Uma reflexão sobre o ensino de ciências
José Claudio Reis1, Andreia Guerra1, Marco Braga2

1 Grupo Teknê, Colégio Pedro II

2 Grupo Teknê, CEFET-RJ

Introdução

Este texto pretende apresentar como entendemos o ensino de ciências e como podemos construir caminhos para mudar a atual realidade dos cursos de ciências no ensino médio.

Para isso, iremos apresentar uma justificativa da utilização da história da ciência como forma de levar os estudantes a uma apreensão significativa da ciência. Nossa preocupação não é formar cientistas, mas sim cidadãos que possam a partir do conhecimento da ciência, compreender melhor as relações do mundo em que vive.

Num segundo momento vamos analisar as origens dos modernos currículos de ciência e perceber que eles podem ser pensados de forma diferente. Para tanto devemos nos perguntar se nossa sociedade precisa de um novo homem, se deve construir uma nova Paidéia. Precisamos definir qual o novo ideal de homem que as sociedades contemporâneas querem formar.

Por fim, investigaremos como a história da ciência é importante para a construção de uma abordagem que privilegie a compreensão realidade e não a mera acumulação de fatos e fórmulas e colabore na formação de um cidadão crítico e participativo.

  1. Alguns impasses e o porquê da história e filosofia das ciências no ensino

A segunda metade da década de oitenta foi um período de grandes discussões no campo da educação e, especialmente, no do ensino de ciências. O processo de abertura política, com a ampliação do debate educacional, associado às rápidas transformações ocorridas a partir do advento de novas tecnologias, fizeram com que as discussões sobre a formação científica se intensificassem. Diversas linhas de pesquisa buscavam apontar um futuro para o ensino de ciências. Sabia-se que os currículos e as metodologias do ensino de ciências, praticados nas escolas brasileiras, não contemplavam as demandas que vinham sendo postas no campo da educação.

Grupos de pesquisa surgiram procurando transformar a educação científica existente. Esses grupos dividiam-se, de forma muito geral, em duas vertentes. A primeira era constituída de pesquisadores que partiam de questões de cunho prático e imediato, buscando um enfoque psicopedagógico. A pergunta fundamental que regia o trabalho desse grupo era: como ensinar melhor as ciências? Para isso implementaram diversas investigações sobre como os alunos compreendiam os fenômenos que observavam, partindo da idéia que estes, antes mesmo do processo de aprendizagem, já possuíam modelos explicativos para aquilo que observavam. Seu objetivo era mapear os principais conceitos formulados pelos alunos, chamados de conceitos intuitivos, visando superá-los a partir de estratégias de ensino-aprendizagem. Desejava-se substituir os conceitos intuitivos pelos ditos científicos.

Uma segunda vertente procurou delinear seus caminhos a partir de uma pergunta anterior ao “como ensinar melhor as ciências?”. Essa pergunta tinha um caráter mais fundamental e teórico. A proposta era a de compreender primeiro o “para que ensinar ciências?” Esse tipo de questionamento visava buscar um objetivo para o ensino das ciências. Somente após a resposta a esta pergunta, se poderia partir para questões de cunho mais prático, onde o como fazer se constituiria num problema a ser superado.

O grupo Teknê se engajou, desde seus primórdios, na segunda vertente, constituída pelas linhas de investigação do para que ensinar ciências?”.

No que tange à resposta a essa questão, alguns pontos eram mais ou menos unânimes dentre todas as linhas de pesquisa que se agrupavam no segundo grupo. Um novo conceito de educação científica deveria ser implantado e seu ponto central deveria ser a formação da cidadania. Logo, um tipo de formação desse tipo deveria colocar o aluno o mais próximo possível da realidade de seu dia a dia, do mundo micro e macro social em que ele vive. Para utilizar termos próprios da filosofia educacional de Paulo Freire, uma das referências dos grupos dessa segunda linha, o aprendizado da ciência deveria permitir uma leitura do mundo visando uma participação mais ativa na condução dos destinos da sociedade.

O problema estava em encontrar os caminhos para a implementação dessas idéias e a seleção dos conteúdos para o ensino. Algumas saídas foram propostas dentro desse grupo.

Uma delas defendia que o fundamental era o aprendizado do funcionamento dos aparatos técnico-científicos com os quais os cidadãos convivem em seu dia a dia. Esse processo tinha objetos técnicos como ponto de partida e chegada do estudo dos conceitos científicos. Esses aparatos técnicos poderiam ir de alguns aparelhos eletrodomésticos básicos até alguns um pouco mais sofisticados como transistores e aspirinas. A maior crítica direcionada a esse tipo de formação é o fato de que as modernas tecnologias mudam numa velocidade cada vez maior. Um ensino desse gênero não tem capacidade de acompanhar tal mudança. Transistores, que foram citadas em algumas épocas como exemplos, já são coisas do passado. Nos dias de hoje, mesmo os engenheiros e técnicos, especialistas em tecnologia avançadas, vem encontrando dificuldade na atualização técnica. Os cursos de atualização nas empresas são a cada dia mais curtos devido a velocidade de lançamento de novos produtos. O conhecimento necessário à manutenção dos aparelhos torna-se obsoleto em questão de meses. Seria muita pretensão das escolas tentar acompanhar tal processo.

Por outro lado, sabemos que essas tecnologias baseiam-se em teorias que fundamentam sua existência. Essas teorias são mais perenes e, devido a isso, menos passíveis de obsolescência rápida. Portanto, um ensino que pretendesse dar base a um conhecimento tecnológico verdadeiro deveria ancorar seus conteúdos nessas teorias. A questão dos aparatos tecnológicos ficaria como um complemento possível da aplicabilidade das teorias. Mas poderíamos cair num círculo vicioso, pois em que medida o aprendizado dessas teorias diferiria daquilo que já vem sendo feito hoje? Como ficaria a questão da formação da cidadania? Seria essa opção um retorno a situação já existente?

Uma formação científica que levasse a uma verdadeira participação nos destinos das sociedades ditas modernas, que é em sentido amplo o exercício da cidadania, deveria possibilitar, em primeiro lugar, uma compreensão do papel dessa ciência na construção dessas sociedades. Essa compreensão deveria ser apresentada como algo intrínseco ao aprendizado dos conteúdos científicos. A História e a Filosofia da Ciência mostraram-se como uma importante área que poderia permitir o encaminhamento desse projeto de uma formação científica e ao mesmo tempo cidadã.

Um longo período de estudos no campo da história e filosofia das ciências levou-nos a uma visão completamente diferente daquela que tínhamos de nossa ciência, a Física. Começamos, então, a nos perguntar por que não havíamos tomado conhecimento de uma série de discussões que foram travadas ao longo da história e que se mostravam cruciais para compreendermos conceitos básicos da ciência? Afinal tínhamos anos de estudos na matéria e em nenhum momento havíamos tomado contato com os processos de construção do conhecimento científico. Deveria haver um motivo para isso.

Por que o ensino da ciência omitia diversos processos de construção do conhecimento científico priorizando apenas os produtos da ciência, isto é, as teorias prontas e acabadas como se fossem o resultado de descobertas certas e confirmadas? Esses produtos, muitas vezes apresentados na forma de funções matemáticas, não são passíveis de questionamentos porque são apenas relações entre fenômenos, enquanto as teorias são construções históricas.

A resposta a essa pergunta levou-nos a uma investigação. Talvez devêssemos partir para uma compreensão da história do ensino de ciências. Como os currículos que temos hoje foram elaborados? Quem os elaborou? A partir de que visão educacional?

Era uma enxurrada de questionamentos. Deveríamos buscar as origens de tudo isso.



  1. As raízes dos modernos currículos de ciências

Essas perguntas geraram uma investigação no campo da História das Ciências e da Tecnologia com a qual nos envolvemos a partir de 1994. Um primeiro passo foi detectar, após o surgimento da ciência moderna, como foi se dando a institucionalização da ciência e da formação científica. O primeiro momento é aquele no qual as academias científicas exercem o papel de centros de debate e formação, que em certa medida foram fundamentais para o surgimento das primeiras gerações de cientistas. O segundo momento é da institucionalização propriamente dito, em que começam a surgir escolas e currículos próprios. Os acontecimentos do final do século XVIII na França apresentaram-se como um importante ponto de estudo devido ao fato de lá ter ocorrido uma revolução que procurou reorganizar a educação e as instituições de forma mais geral. Além disso, é bastante conhecida a influência da cultura francesa na educação brasileira ao longo do século XIX. Portanto, estávamos certos no caminho a ser percorrido.

A fundação da École Polytechnique em 1794 pode ser considerada como um divisor de águas nesse processo. Criada para dar formação científica aos novos engenheiros, a Polytechnique serviu como modelo para tudo o que veio depois em termos educacionais no campo da ciência e da técnica. Muito do que foi lá institucionalizado já vinha sendo testado em caráter não sistemático em diversas escolas militares francesas. A fundação desta escola teve a participação de diversos cientistas e foi o ponto culminante de discussões travadas ao longo do século XVIII, no bojo do movimento iluminista.


    1. Iluminismo e o newtonianismo francês do século XVIII

Os debates que antecederam a fundação da École Polytechnique tiveram, no plano científico, forte influência daquilo que ficou conhecido como o newtonianismo francês do século XVIII. Os cientistas franceses absorveram a obra de Newton de uma maneira muito específica. A confluência da chegada do pensamento de Newton no continente, da herança cartesiana e dos debates iluministas, fizeram com que a leitura francesa abandonasse por completo o caráter metafísico existente na obra de Newton. As duas maiores obras de Newton, os "Principia" e o "Opticks" geraram duas correntes de investigação denominadas "Physique Générale" e "Physique Particulière". A primeira enfatizando o caráter teórico-matemático da física deu origem à "Mecânica Analítica" e utilizou-se dos desenvolvimentos da Análise Matemática realizados durante o século XVIII. Lagrange será o grande nome desta corrente.

A segunda, que enfatizava o conhecimento de caráter experimental, só passou a ter um grande desenvolvimento a partir do final do século XVIII. Inspirado no caráter experimental existente no "Opticks" e buscando matematizar o acervo de conhecimentos experimentais, Laplace será o grande impulsionador desta corrente. Nesse movimento a Química procurará se inserir, adotando uma postura mecanicista na análise de seus fenômenos. Dessa vertente, Física e Química partirão juntas rumo ao estabelecimento de um modelo explicativo único.


2.2- Os novos currículos da Polytechnique

O primeiro currículo criado para a École Polytechnique em 1796 retrata bem esta dualidade vivida pela Física francesa em fins do século XVIII. A carga horária dedicada à Análise Matemática é bem grande. A "Physique Générale" apresenta-se em primeiro plano. Em seguida vem a Physique Particulière que engloba diversos ramos da Física, como a óptica, a eletricidade e a termologia, bem como a Química.

O grande debate metodológico dos primeiros anos parte de concepções epistemológicas e tradições antagônicas. O primeiro grupo, ligado à “Physique Générale”, acreditava que só deveriam existir algumas aulas demonstrativas. O segundo grupo, ligado a “Physique Particulière", aposta em aulas de manipulação, com laboratórios bem equipados. Este debate presente nos primórdios da formação científica no século XVIII parecerá a nós, brasileiros, herdeiros da tradição francesa, bem atual hoje.

Deste primeiro currículo surgiram diversos outros que foram absorvendo as tradições científicas locais. Dele também foram tiradas as simplificações para os outros graus de ensino. Entretanto, existem alguns aspectos estruturais que permanecem até hoje.

Em primeiro lugar está uma rejeição radical à metafísica. Esta rejeição que se caracterizou no século XVIII por um apagamento das referências místicas e mágicas das teorias científicas, adentra o século XIX expandindo essa negação para questões ontológicas (da essência das coisas), isto é, procura-se negar tudo que não tenha uma existência material comprovada. Portanto, entes como o éter e o flogístico não são aceitos como parte de teorias científicas. Mesmo o átomo, que já explicava diversos fenômenos nas primeiras décadas do século XIX, é visto com desconfiança e é rejeitado pelos mais radicais. Nesse processo de negação completa da metafísica, que foi radicalizado por aqueles que elaboraram os primeiros currículos científicos, rejeitou-se também o caráter filosófico da Física. Nenhum manual moderno, herdeiro daqueles do início do século XIX, apresenta divergências filosóficas consideráveis. Embora elas sejam intrínsecas à construção do conhecimento científico, nos currículos não há qualquer menção a esses debates. Sabe-se que conceitos como o de FORÇA CENTRAIS e de CAMPO partiram de concepções de natureza completamente divergentes. Entretanto, convivem lado a lado nos manuais didáticos como se fossem partes de desenvolvimentos lineares. Que visão de ciência tal ajuste pode produzir nos alunos?

Ao ser aplicada a um ensino técnico (École Polytechnique), a formação científica adquiriu um caráter extremamente pragmático, visando aplicações técnica na engenharia. Daí só importava a aplicação, o produto do conhecimento científico que desse suporte a essas aplicações. Esse tipo de concepção atravessou os anos e ainda se encontra presente hoje no ensino das ciências, mesmo aquele existente nos níveis fundamental e médio da formação. Quando um professor moderno resolve problemas de forças em blocos, ele está trabalhando esse caráter “aplicativo” de uma teoria que é muito mais ampla do que aquilo e que envolve discussões filosóficas bem mais fundamentais para a real compreensão da Física. Não se está aqui negando a importância do caráter aplicativo, mas sua supremacia em relação a um caráter filosófico retrata uma concepção própria de uma física tecnicista desenvolvida ao longo do século XIX.

Nesse sentido uma educação que busque a formação da cidadania deve apresentar a ciência como uma construção de homens engajados em seu tempo. A visão passada pelos atuais manuais é extremamente dogmática e meramente instrumental (concepção dogmático-instrumental). Sua superação só poderá ser feita se houver uma superação dessa visão através de uma nova abordagem que privilegie o caráter filosófico presente na história da ciência. A crítica da ciência só poderá ser feita por nossos alunos se eles forem capazes de perceber a ciência como uma construção de homens históricos. Portanto, controvérsias históricas tem que ser o núcleo do aprendizado das teorias.


  1. A história da ciência ajuda no aprendizado da ciência?

Esta pergunta nos foi colocada no V Congresso Latino-americano de História das Ciências e da Tecnologia, durante as discussões sobre a utilização de livros de história das ciências como apoio didático no ensino médio brasileiro. Como ela é o fundamento do trabalho que vem sendo desenvolvido pelo Teknê, tanto no âmbito da investigação histórica do ensino/divulgação das ciências quanto no campo da intervenção educacional propriamente dita, acreditamos que possa se tornar a chave para uma reflexão.

Existe uma questão, ainda mais básica, que deveria ser proposta antes dessa. Na realidade, o que é ensinar ou aprender uma ciência? Partamos dos manuais didáticos que hoje utilizamos. Em geral, existem pequenas diferenças de conteúdo nos diversos países e uma filosofia educacional muito clara. A maioria teve forte influência da concepção criada pelos físicos franceses do início do século XIX. Nessa época, a formação científica básica estava se estruturando e se institucionalizando em torno da "École Polytechnique de Paris". Diversos "Cursos" foram escritos e editados servindo, mais tarde, de modelo para o ensino de ciências em todos os níveis. Algumas características ficaram patentes nesse processo. A filosofia educacional do ensino de ciências nasce junto com um movimento de negação da metafísica dentro da ciência. Este movimento já vinha sendo implementado pelos físicos do século XVIII que, ao escreverem diversos "Tratados" realizaram uma operação de "apagamento" das raízes extremamente metafísicas das ciências. A partir daí, estudar os princípios da mecânica não significava necessariamente ler os originais de Galileu e Newton. Os escritos dos fundadores da ciência foram relegados a "curiosidades históricas". Este processo de banimento da metafísica foi capturado e radicalizado de forma exemplar pelos manuais didáticos do século XIX e defendido pelo nascente movimento positivista. Questões ontológicas deixaram de ser importantes. Por outro lado, como a "Polytechnique" formava a base de um ensino tecnológico voltada para a formação de futuros engenheiros, a questão da aplicabilidade dos conteúdos sempre foi realçada. Tudo isso levou a um ensino onde se superdimensionou o caráter dogmático-instrumental em detrimento do caráter histórico-filosófico.

Entretanto, se revisitarmos os originais de cientistas do século XIX, veremos que na elaboração das teorias científicas este caráter ontológico (compreensão da essência da natureza) sempre esteve presente nos debates. Cientistas franceses como J. B. Biot e Ampère, participantes dos meios politécnicos, desenvolveram trabalhos em que este caráter é visível. Mas nos livros didáticos, o produto de seus trabalhos são apresentados lado a lado como se fosse uma seqüência perfeitamente ajustada e concordante. A questão que se coloca, portanto, é: por que não discutir essas questões ontológicas como a natureza da luz ou da eletricidade nos manuais didáticos? Que concepções tinham Newton, Huygens, Fresnel sobre a natureza da luz, ou Biot, Ampère, Faraday e Maxwel sobre a natureza da eletricidade? Este tipo de conhecimento é importante para um aluno secundário ou universitário? Que visão terá um estudante da ciência após passar longos anos resolvendo questões de "MRUV" e de forças sobre blocos ou cargas?



Nossa resposta é que aquilo que chamamos de ensino de ciências é somente uma forma de ensino; uma forma dogmático-intrumental. Acreditamos que já é hora de se resgatar o caráter histórico-filosófico das ciências, banido do ensino ao longo do século XIX. Sem ele não haverá uma real contribuição das ciências para a formação da cidadania. Nesse sentido, a pergunta, apresentada como título, perde completamente o sentido. A história das ciências não ajuda nem atrapalha. Ele deve ser vista como sendo a própria essência do ensino das ciências.

"Uma reflexão ao ensino de ciências" J. C. Reis, A. Guerra, M. Braga




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