Expondo a delimitação do nosso problema ao qual nos propusemos a contribuir com a nossa pesquisa, da possibilidade de apresentar uma metodologia de ensino de física, com a experimentação entrelaçada com a teoria, em uma concepção de ensino de ciência alinhado como Bachelard (2009 - 2013) e Hacking (2012), compreendem o equilíbrio e equivalência entre o teórico e prático na prática da ciência.
Com a intencionalidade de trazer aos estudantes uma visão mais crítica e não peremptória da ciência, proporcionando um entendimento de ciência como construção humana, assim valorizando o trabalho científico e não simplificando o método científico, o qual não pode ser simplesmente transferido para o ambiente escolar. Talvez sim transposta para o ambiente escolar no sentido de inspiração,
mas completamente adaptada para a realidade e intencionalidade escolar, no caráter didático – metodológico.
Valorizando assim aspectos do processo de construção da ciência e não simplesmente apresentada como pronta, e nas atividades experimentais simplificada em atividades que induzem a chamada “redescoberta” científica, com teorias e leis encontradas por indução a partir de premissas de observação experimental, ou então provas de leis ou teorias com parâmetros estabelecidos para observação experimental fundamentados nas próprias leis ou teorias.
Começamos o segundo capítulo destacando nossa inspiração de ensinar física ainda na fase do ensino fundamental, desde as séries iniciais, porém escolhemos descrever uma de nossas atividades didáticas com o sétimo ano do EFII, sobre sensação térmica e a utilização de um instrumento objetivo para medir temperatura. Embora não esteja a prática relacionada com a lei fundamental dos movimentos, pedimos licença em tratar dessa prática que desenvolvemos com o sétimo ano, por entendermos ser de fundamental importância para justificarmos o ensino da física mais cedo na escola básica.
Que seria na nossa visão a melhor forma de evitarmos que um ensino equivocado de ciência afastado da objetividade da física, possa constituir uma série de obstáculos epistemológicos, que mais tarde os estudantes alfabetizados nesse ensino equivocado, apresentarão em relação a tipos da física trabalhados no ensino médio. Depois desse destaque do porquê ensinar física desde o ensino fundamental, o exemplo que pedimos que acompanhem fica justificado, pois parece mostrar um caminho promissor para a formação do espírito científico na escola básica, promovendo um letramento científico adequado.
Passamos ao mote da nossa pesquisa pelo problema prático, a prática experimental do laboratório de Física do Colégio Estadual do Paraná, com indícios de atividades automatizadas e de reprodução, e que apresentaremos também no segundo capítulo, que trata de uma análise documental sobre os roteiros que instruíram as atividades experimentais da segunda lei de Newton nas últimas cinco décadas e um possível paralelo com as concepções de ensino de ciência tratadas para a escola básica no qual os roteiros foram elaborados.
Investigamos os manuais de instrução do PSSC e os manuais de instrução na sugestão de roteiros de laboratório das empresas que produzem equipamentos para o laboratório tradicional de física, e roteiros produzidos por professores de
laboratório das instituições públicas de ensino que tivemos acesso para realização da pesquisa.
Nossas inquietações apareceram em torno da alta gama de práticas demonstrativas e reprodutivas, onde se propagavam relações extremamente automatizadas e num tom de um tipo de guia turístico, com pouco ou nenhuma interação por parte dos estudantes no nível do ensino médio, ancoradas em uma concepção de ensino de ciência associada segundo o que nos parece alicerçada com características de um positivismo ingênuo, em particular com o princípio da verificabilidade e da descoberta de leis, ou seja, percepção popular ou tradicional do ensino da ciência, que nos parece um tanto de senso comum pré-científico em uma tentativa mal sucedida em transformar em um método para a educação, princípios de uma escola filosófica.
Estas propostas de não interação e a concepção de experimentação na qual os roteiros e guias de experimentação eram forjados, ancorados para nós como hipótese, não poderiam ser apenas uma coincidência. Por hipótese pretendemos constatar com a investigação a não evolução também dos roteiros experimentais em particular sobre a segunda lei de Newton, apesar de toda a evolução tecnológica acessível aos laboratórios aparelhados para o ensino de física.
No terceiro capítulo decidimos incluir os possíveis pressupostos epistemológicos que formaram a racionalidade do físico Isaac Newton e, quanto o mundo que Newton esteve inserido, em termos acadêmicos, sociais e econômicos. Possivelmente influenciaram na sua forma de representação da sua principal obra sobre mecânica, o livro “Principia”. E também trabalhamos as entidades da física relacionados com a lei fundamental dos movimentos e um pouco dos possíveis problemas práticos da sua época e, que Newton como um praticante da ciência normal de Khun teve que se preocupar.
No mesmo capítulo três trazemos argumentos para fundamentar nossa defesa de uma cultura de laboratório no ensino de física, como contraponto a um ensino de ciência tradicional, para o qual apontamos alguns dos equívocos praticados em termos de experimentação no ensino de física e, que consideramos necessário trazer para a discussão, pois sempre o contraditório nos ajudam a enriquecer a discussão.
Ainda no mesmo capítulo concentramos em referendar os pressupostos metodológicos da sequência de atividades que foram trabalhados com os
estudantes, desde o questionário inicial para o conhecimento das representações dos estudantes a respeito da ciência e das entidades da física relacionadas com a lei fundamental dos movimentos, até a atividade final de manipulação das entidades no programa Tracker. Aproveitamos assim para justificar o produto que propomos como alternativa para o ensino de física na escola básica, desde o ensino fundamental, com uma metodologia que promove um equilíbrio entre o racional e o empírico, através de aparelhos artesanais e tecnológicos para especulação complexa de entidades da física.
Por acreditarmos que a enculturação científica pode acontecer em qualquer idade da vida acadêmica dos estudantes, colocamo-nos no quarto capítulo a investigar representações dos estudantes a respeito do ensino de ciência no nono ano do ensino fundamental II, nas representações dos estudantes identificamos uma formação em ciência nos moldes tradicionais e que foram reforçadas no espaço escolar. E que também lhes foi apresentada como peremptória, associado em alto grau de confiabilidade, com as corriqueiras divulgações midiáticas de exposição de produtos atestados cientificamente.
No mesmo capítulo quatro realizamos a pesquisa-ação com o apoio da matriz dialógica problematizadora e o espiral auto reflexivo, para a construção de uma sequência didática com uma proposta inovadora de atividade experimental associada com a formação de juízos, sempre em uma perspectiva alicerçada nos ensinamentos de Bachelard e Hacking, com uma defesa de equilíbrio e equivalência da teoria e da prática experimental.
Ainda no capítulo quatro descrevemos como a sequência didática de atividades, ditou um ritmo de constante provocação dos estudantes em pensar contra o seu senso comum, através de um exercício constante da razão contra a razão dos outros, com uma constante retificação dos erros. Estimulamos o aumento do realismo científico de entidades da física através da articulação com elementos da linguagem físico matemática, para que nesse exercício de constante abstração os estudantes afastassem-se de um subjetivismo para um objetivismo, de um senso comum com aspectos pré-científicos para um senso comum com aspectos mais científicos, enfim que os estudantes pudessem evoluir o perfil epistemológico das entidades que manipularam através da especulação complexa.
Especulação complexa também dos aparelhos artesanais e tecnológicos que puderam manipular, sempre com uma conotação de pensar o experimento, desde
como montar o experimento, até o registro das observações, passando pela decisão do que observar e do que medir. Também aqui a intenção da atividade de superar possíveis obstáculos epistemológicos que possivelmente os estudantes possuem de imagens de um laboratório que oculta algo de misterioso.
Consideramos no capítulo quatro um quadro que especula a possível evolução do perfil epistemológico dos estudantes, que se afastam da especulação ingênua para uma especulação complexa, a respeito das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos. No mesmo quadro como ilustração representamos os chamados indicadores de especulação, que se orientam por uma interação forte com as atividades experimentais de estímulo do racional e do empírico, de forma de aproximação, de intercâmbio e de retroalimentação. Pedimos que o leitor se atente ao quadro que aqui chamamos a atenção, por acreditarmos que ele espelha a intenção do nosso trabalho em contribuir para o aperfeiçoamento epistemológico dos estudantes.
Nas considerações do quinto capítulo, com o progresso da nossa pesquisa- ação apontaremos resultados da não evolução da experimentação em termos didáticos metodológicos da segunda Lei de Newton, apesar de toda a evolução do aparelho tecnológico. Também seremos contundentes em considerar a respeito da proposta de cultura de laboratório e o gênero de raciocínio associado como proposta para o ensino de física. Ensino de física que vamos considerar que deve acontecer desde o ensino fundamental, pois mostraremos tal possibilidade neste trabalho, um como relato de atividade professoral com os estudantes do sétimo ano e o outro no laboro do nosso produto com os estudantes do nono ano. E por fim consideraremos que o ensino de ciência pode propiciar que os estudantes avancem no aperfeiçoamento dos perfis epistemológicos de entidades, superando seus obstáculos epistemológicos.
2 JUSTIFICATIVA
Nossa inspiração para propormos uma nova metodologia para o ensino de física, iniciou com uma pesquisa qualitativa dos perfis epistemológicos dos estudantes do sétimo ano do ensino fundamental, em relação as suas adoções da sensação térmica como método para classificar se um corpo está quente ou frio. Percebemos que os estudantes a partir de um senso comum, indicam diferentes temperaturas para objetos que se encontram em equilíbrio com a temperatura ambiente.
Acreditamos que tais intuições estejam atreladas ao perfil epistemológico destes estudantes que nos parece que alicerçados em um raciocíneo pré-científico, caracterizado por um realismo ingênuo e um empirismo sensorial. Propomos a possibilidade através de uma sequência didática experimental o entrelaçamento do racionalismo e o empirismo para potencializar o perfil epistemológico dos estudantes distanciando-os da intuição com a sensação térmica por um instrumento objetivo de medir temperatura. Escolhemos descrever essa nossa primeira vivência de ensino de física ainda no ensino fundamental fase II, por reconhecermos o quanto é inovador em termos de ensino de física para essa faixa etária. E também por reconhecermos que os conhecimentos prévios dos estudantes nunca devem ser subestimados, pois constituem obstáculos a aprendizagem de entidades da física. Com o relato pretendemos argumentar em favor de um ensino de física que na investigação de situações problema, promova uma trama entre a teorização e a experimentação.
2.1 EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA PARA ESTUDANTES DO