Após dissertarmos sobre a importância da HFC para o ensino de ciências e construirmos a base epistemológica da leitura feyerabendiana dos conteúdos que chamamos de astronomia
de Galileu, vamos, neste capítulo, produzir uma unidade didática que pode ser levada para a
Educação Básica, contendo material didático para o aluno e orientação para o professor a partir de uma leitura feyerabendiana da astronomia de Galileu.
Converter estratégias pedagógicas, ferramentas educacionais e projetos de currículos em realidade nas salas de aula do Ensino Médio “requer novas orientações para a prática e a avaliação, novos materiais didáticos e, acima de tudo, a inclusão de cursos adequados” sobre História, Filosofia e Sociologia da Ciência no ensino (MATTHEWS, 1995, p. 168).
E a perspectiva feyerabendiana tem um papel central em nossa construção. As ideias do filósofo austríaco hora aparecem de forma explícita, hora nos concede uma ferramenta de análise, ou ainda influenciam a nossa visão a respeito dos processos de construção da ciência moderna, sobretudo quando analisamos o caso de Galileu Galilei.
Assim, com vistas às possíveis implicações didáticas, esse material é composto por três momentos: um encontro de observação astronômica, uma atividade de construção teórica e uma aula júri simulado, trazendo como título “Galileu Galilei: os sistemas de mundo geocêntrico e
heliocêntrico”.
Apesar disso, essa construção é apenas um olhar, dentre muitos possíveis olhares. O professor deve ter clareza que esta unidade didática é uma proposta que pode (e deve!) ser adaptada ao seu contexto escolar, ou seja, a ordem dos momentos pode ser trocada, pode-se adicionar ou excluir elementos, ferramentas computacionais ou dinâmicas de grupo podem ser inseridas, e assim por diante.
Encontro de observação astronômica
Na primeira seção, apresentamos a proposta (ao professor) de uma aula de campo onde os alunos farão uma observação sistemática dos céus (o exercício que os astrônomos costumam
chamar de redescoberta); discutirão as concepções acerca dos sistemas de mundo de forma prática; serão apresentadas a eles algumas indagações histórico-filosóficas (propostas por Feyerabend) da Revolução Copernicana; e, provavelmente, terão o primeiro contato com o telescópio. Assim, nosso objetivo é levantar questões e oferecer ferramentas práticas para reconstruir algumas das discussões da física terrestre e celeste em que Galileu esteve envolvido no início do século XVII.
A fim de que seja alcançado esse objetivo, propomos uma aula (dupla) de campo noturna em um espaço aberto, alto e seguro (o mais distante possível da poluição luminosa)81, sob um céu estrelado (sem nuvens) com planetas visíveis e, preferencialmente, uma Lua Crescente. Existe uma noção clara entre os astrônomos amadores de que nós não controlamos a natureza quando se refere a questões ambientais para uma observação astronômica. Quase sempre se faz necessária uma consulta meteorológica para tentar prever fenômenos atmosféricos, especialmente a chuva. Às vezes, é necessário, ainda, um plano alternativo, como o cancelamento repentino da aula de campo e a mudança da data. Destacamos, também, que o conhecimento do céu noturno pode ser um grande aliado do professor. Nem sempre a Lua e os planetas estão visíveis no início da noite. No que diz respeito ao nosso satélite, o brilho intenso da Lua Cheia pode ofuscar os outros astros, em outra circunstância, a Lua Minguante só será visível no final da noite e a Lua Nova não será visível. Por este motivo, aconselhamos que a aula de campo seja feita em uma noite de Lua Crescente (informação que pode ser facilmente encontrada ao analisar um calendário ou através de uma consulta à internet). A observação dos planetas requer um olhar mais treinado. Para os menos familiarizados com a astronomia amadora, nem sempre é possível identificar os planetas e saber se esses estarão visíveis no horário que a aula de campo será marcada. Por esse motivo, aconselhamos a consulta às
81 Em meio aos problemas de violência enfrentados em nossas cidades, sobretudo nos centros urbanos, se faz
necessário certo cuidado ao desenvolver uma aula de campo como esta. A proposta deve ser levada à equipe gestora da escola e precisa do seu apoio para evitar complicações. Como citado, um local aberto, alto e distante da poluição luminosa quase sempre será um local perigoso para ir com dezenas de alunos. A carência do controle no fluxo de alunos; os convites (por parte dos alunos) sem autorização a terceiros; o deslocamento (da ida, mas também – e principalmente – o da volta) até o local da aula de campo; as condições ambientais adversas, como chuva, frio, animais, etc.; e as poucas ferramentas de organização da turma, são alguns exemplos dos problemas que uma aula de campo, como tal, pode acarretar. Isso, entretanto, não deve ser empecilho para não a fazer. Propomos algumas dicas ao professor: solicitar a equipe gestora ao menos um coordenador para acompanhar; enviar ofício pedindo policiamento ou apoio dos bombeiros, selecionar monitores (dentre os alunos) para delegar funções de apoio, solicitar autorização dos pais/responsáveis, etc.
ferramentas digitais de astronomia, como, por exemplo, o Stellarium ou Carta Celeste (Star
Chart)82.
Outro fator primordial será o uso do telescópio. Apesar dessa ferramenta astronômica ter diversas formas e características, nos deteremos a apresentar as mais importantes. Existem três tipos de telescópio: os refratores, também conhecidos como lunetas (possuem duas lentes – a objetiva por onde a luz entra e a ocular por onde se olha – como o de Galileu); os refletores ou newtonianos (cujo principal elemento óptico é um espelho côncavo); e os catadióptricos (que possuem uma combinação de lentes e espelhos e concilia as melhores características dos dois primeiros). A abertura de um telescópio (geralmente apresentada em milímetros) é o fator que mais influencia na quantidade de luz captada e na nitidez da imagem. Os telescópios
refratores são ideais para observação da Lua e dos planetas visíveis, praticamente não precisam
de manutenção e tem um custo relativamente baixo. Entretanto, normalmente apresentam aberrações cromáticas e, caso tenham uma grande objetiva (ou seja, uma maior abertura para alcançar maior nitidez), serão muito compridos, pesados e bem mais caros. Os refletores, por outro lado, ideais para observação do céu profundo, de galáxias, nebulosas e aglomerados estelares, possuem maior nitidez e são bem mais leves, porém, necessitam de mais cuidado e algumas manutenções, possuindo um preço intermediário. Por fim, os catadióptricos são menores, mais leves, possuem maior abertura e nitidez. Eles têm baixa manutenção e servem para qualquer tipo de observação astronômica, sendo, com toda certeza, a melhor opção entre os telescópios modernos. Entretanto, o seu preço é bem mais elevado, chegando a custar de cinco a dez vezes o valor dos primeiros.
Levando em consideração a realidade de nossas escolas, sabemos que poucas têm laboratórios de ciências e menos ainda telescópios. Aquelas que possuem, ou cujos professores de ciências tenham acesso, geralmente serão do tipo refratores. Entretanto, para os nossos fins, isso não será problema, pois esse é, exatamente, o tipo de instrumento utilizado por Galileu há quatro séculos atrás83.
82 Esse recurso (que pode ser acessado pelo Play Store dos smartphones) aumenta o repertório didático do
professor, uma vez que cada aluno pode baixar os programas com antecedência e fazer uso deles até mesmo durante a aula.
83 Apesar disso, as lunetas modernas são bem mais eficientes que as produzidas por Galileu. Vannucchi (1996, p.
93) afirma que “embora os telescópios de Galileu fossem os melhores existentes na época, tratavam-se ainda de instrumentos rudimentares, sem montagem fixa, e com campo visual [extremamente] pequeno”.
Mas, se as condições forem oportunas, sugerimos um processo bastante didático e que trará, na prática, a perspectiva histórica vivenciada por Galileu Galilei: o desenvolvimento de uma prática de construção de lunetas de baixo custo pelos próprios estudantes – instrumento que eles utilizarão para observar o céu durante a aula de campo84. Neste caso, propomos que seja realizada uma aula extra, anteriormente ao encontro de observação astronômica, e que o professor utilize o procedimento “Simplificando a luneta com lente de óculos”, desenvolvido por Nogueira (2009, p. 193-202)85.
O professor, então, tomando as medidas de precauções necessárias, poderá utilizar o quadro abaixo (Tabela 1) para desenvolver o encontro de observação astronômica. Cabe ressaltar que esta sequência é sugestiva, e o professor deve ficar à vontade para alterá-la ou mesmo retirar ou incluir elementos86.
84 Apesar disso, a visualização através das lunetas fabricadas pelos estudantes terá melhor eficiência para
observação lunar. Assim, caso o professor tenha acesso a um telescópio profissional, sugerimos que ele o utilize posteriormente às lunetas, o que pode, inclusive, enriquecer as discussões sobre a qualidade das imagens telescópicas visualizadas por Galileu.
85 Sugerimos, ainda, uma pequena alteração da proposta de Nogueira (2009): substituir as lentes de óculos por
lupas (importadas) e o monóculo de fotografia pela lente (removível) das pequenas lanternas táticas Led Cree, ambas dispostas no mercado com preços acessíveis, o que trará uma melhora significativa na nitidez das imagens.
86 Reiteramos que, caso o professor não tenha oportunidade de aplicar toda a unidade didática, ele pode fazer uso
de suas partes isoladas ao decorrer das aulas; pode desenvolver mais de um encontro de observação astronômica, por exemplo; ou ainda, caso haja impossibilidade para tal, pode incluir uma prática com realidade virtual através de vídeos em 360° (utilizando a plataforma do YouTube e digitando "astronomia 360° view”) ou do simulador de gravidade interativo Universe Sandbox (cuja primeira versão pode ser baixada gratuitamente pelo site <pt.freedownloadmanager.org/Windows-PC/Universe-Sandbox.html> ou, a segunda versão, comprada no site oficial <universesandbox.com/>).
Tabela 1 – Etapas do encontro de observação astronômica.
Objetivo Procedimento Elementos histórico-filosóficos
• Desenvolver o processo de redescoberta do céu;
• Perceber, a partir de uma perspectiva geocêntrica, que os astros completam uma volta ao redor da Terra em 24 horas (movimento diurno);
• E situar a Terra em uma posição privilegiada – o centro do Universo – caracterizando-a como estática.
• Convidar os alunos a observarem o céu por alguns minutos em silêncio; e pedir que eles comentem sobre os sentimentos que brotam dessa contemplação; • Solicitar que identifiquem (apontem no céu) a Lua, planetas e constelações;
• Perguntar se alguém sabe o que são os pontos cardeais e como localizá-los;
• Questioná-los sobre o movimento dos astros (onde nascem, onde se põem, quanto tempo dura esse movimento, etc.);
• Perguntar onde está o Sol e relacionar sua posição à fase da Lua;
• Solicitar que alguém explique, a partir do que foi aprendido até o momento, como é a posição da Terra no Universo observável e quais as características dela comparadas com “o todo” (tamanho, posição, movimento, etc.).
Essas ideias estavam fixas nos sistemas mentais das pessoas do passado. Historicamente, a ideia de uma Terra em movimento era (e ainda é) contrária à percepção dos sentidos (Feyerabend87 cita
que a ideia do movimento da Terra é “bizarra, absurda e obviamente falsa”, mencionando algumas expressões que foram frequentemente usadas nos séculos passados e que ainda são ouvidas sempre que cientistas retrógrados se defrontam com uma teoria nova e contrária aos fatos). De forma que, é possível notar como culturas inteiras da antiguidade se organizaram em torno de modelos geocêntricos do Universo. Um desses modelos foi defendido pelo filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C.), e nele o Universo era dividido em duas partes: o mundo sublunar (do centro da Terra até antes da órbita da Lua) e o mundo supralunar (que envolvia a Lua e tudo que havia após ela). A Terra estava no centro de tudo, imóvel, e rodeada pelas esferas celestes, incluindo a esfera das estrelas fixas. Essas duas partes do Universo eram regidas por leis diferentes: a primeira era composta pelos elementos terra, água, ar e fogo (nessa ordem), local de mudança, pecado, destruição e morte; e a segunda parte era uma região perfeita e eterna, delimitada pelas estrelas fixas, donde giravam os planetas (incluindo a Lua e o Sol), além da qual não havia nada, nem lugar, nem vazio, movida pelo motor primário que criou tudo que existe e gerou o movimento circular e uniforme de todos os astros.
• Reconhecer diferentes mitos cosmogônicos (modelos que explicam a origem do Universo em determinada cultura), sobretudo os indígenas e africanos;
• Relacioná-los uns com os outros, buscando elementos semelhantes e distintos;
• E refletir sobre suas possíveis influências nas explicações tradicionais.
• Solicitar aos alunos que contem (resumidamente) diferentes mitos que explicam a criação das coisas do céu ou a origem do Universo;
• Colaborar, ao término de suas falas, contando-lhes outros mitos cosmogônicos88;
• E, por fim, instigá-los a discutir sobre a relação entre
esses mitos e a refletir sobre as suas possíveis influências nas explicações tradicionais (sobretudo a cristã).
Podemos estender as críticas que Paul Feyerabend faz à ciência (que é geralmente vista como uma ideologia neutra, objetiva, racional, acima de outras formas de conhecimento, etc.) às explicações míticas unilaterais da criação das coisas do céu e da origem do Universo. Ele deixa claro que defende a separação religião-Estado; que um cidadão deve poder escolher a religião que é de seu agrado; e que, em uma sociedade livre, um cidadão maduro não é uma pessoa que foi profundamente instruída em uma ideologia especial, mas aquele que conheceu as possibilidades e decidiu em favor daquilo que considerou ser melhor para si89. Além disso, compreendendo a ciência como
fruto de uma construção histórica, que se aproxima dos mitos, muito mais do que se pode admitir90, e reconhecendo a
importância que os métodos e elementos não-científicos tiveram nos grandes resultados da ciência moderna91, Feyerabend afirma
que devemos reexaminar nossa atitude em face do mito, da religião, da magia e da feitiçaria92; e que, para termos esperança,
sempre existem pessoas que lutam contra a uniformidade e defendem o direito que indivíduos têm de viver, pensar e agir como lhes pareça conveniente93.
88 Indicamos alguns materiais que podem aumentar o repertório cosmogônico do professor: o trabalho de Roberto Martins O Universo – Teorias sobre sua origem e
evolução, de 1994, disponível no site <ghtc.usp.br/Universo/>; o vídeo “3 mitos de criação Cristão, Tupi Guarani e Yorubá”, disponível no YouTube pelo site
<youtube.com/watch?v=ctACniyQKjU>; o conto indígena da lenda do dia e da noite <youtube.com/watch?v=v4LERka3bOY>; “a criação do Mundo Iorubá” (mitologia africana) <youtube.com/watch?v=xqrxAA_OKFk> e outros vídeos que podem ser acessados buscando por “mitos cosmogônicos” na plataforma online.
89 FEYERABEND, 1977, p. 464. 90 Ibidem, p. 447.
91 Ibidem, p. 460. 92 Ibidem, p. 453.
• Desenvolver as discussões referentes à queda dos corpos e o suposto movimento de rotação da Terra;
• Compreender o chamado “argumento da torre”;
• E relacionar o argumento da torre a um helicóptero.
• Discutir com os alunos a respeito de uma teoria do século XVI (o Heliocentrismo), que afirmava que a Terra supostamente se movia em torno de seu próprio eixo e realizava uma translação ao redor do Sol; • Questioná-los se é possível notar tais movimentos; • Apresentar o argumento da torre como “prova” da imobilidade da Terra (evidência do modelo geocêntrico);
• E questioná-los sobre o que deveria acontecer a um helicóptero, ao levantar voo e ficar parado a alguns centímetros do chão, caso a Terra estivesse realizando um movimento de rotação.
O modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico (1473-1543) apresentava uma solução para o movimento retrógrado dos planetas, entretanto, ele era contraditório com a teoria aristotélica dos movimentos naturais do universo; não explicava o movimento dos corpos aqui na Terra; era contrário àquilo que mostravam os nossos sentidos (o visível deslocamento do Sol); não se via nada saindo da Terra como consequência de seu rodopio; retirava a Terra de uma posição privilegiada do Universo; e poderia ser facilmente refutado pelos experimentos de queda-livre (o argumento da torre). Apesar disso, Copérnico postula uma Terra em movimento e caracteriza os epiciclos planetários (que se moviam para frente e então invertiam a sua direção) como um movimento aparente e, auxiliado pelo fato de que isso estava em concordância com a posição do Sol, interpreta esse movimento aparente como sendo criado por um movimento real e circular por parte da Terra94.
• Perceber, a partir de uma perspectiva geocêntrica, como o brilho dos planetas deve permanecer constante pelo período em que eles orbitam a Terra;
• E discutir sobre como, de fato, podemos notar a uniformidade do brilho planetário, ao observá- los a olho nu, como fizeram os estudiosos do céu até o final do século XVI.
• Convidar os alunos a olhar mais atentamente para os planetas visíveis e perguntar se costumam contemplá- los durante o ano;
• Questionar se é possível notar uma grande mudança no brilho desses planetas (ou seja, se ao decorrer do ano eles passam a brilhar mais ou menos em determinados meses);
• Concluir que, estando a Terra no centro do sistema planetário, pouca deveria ser a mudança vista no brilho anual desses planetas;
• Afirmar que, de fato, olhando os planetas ao decorrer do ano, praticamente não se pode notar mudança em seus brilhos (evidência do modelo geocêntrico).
Outro argumento em defesa da Terra estacionária é a uniformidade do brilho planetário. De fato, estando a Terra no centro do Universo e os planetas girando-a em círculos concêntricos, pouca deveria ser a mudança vista no brilho desses planetas ao realizarem suas órbitas ao redor da Terra, bem como pode ser comprovado através da observação a olho nu.
• Ter contato com o telescópio; • Utilizá-lo para observar objetos (terrestres) distantes;
• Perceber como a imagem obtida pelo instrumento óptico “aproxima” os objetos distantes e revela características antes invisíveis;
• Notar algumas distorções produzidas pelo telescópio ao se observar objetos conhecidos; • E refletir sobre a confiabilidade das observações telescópicas, sobretudo quando se trata de objetos desconhecidos.
• Apresentar o instrumento óptico aos alunos: origem, tipos/modelos, as partes que o compõe, o funcionamento e os cuidados com o manuseio; • Apontar o telescópio para uma árvore, prédio ou torre distante e solicitar aos alunos que possam, um a um, olhar através do instrumento;
• Perguntar aos alunos sobre como parecem ser os objetos visualizados, questionando-os sobre as diferenças entre o objeto real e a imagem obtida pelo telescópio;
• Perguntá-los se há algum tipo de distorção na imagem: manchas coloridas, borrões, ausência de foco, duplicação do objeto, etc., ou até se a imagem não pode ser vista;
• Construir uma conclusão a respeito da confiabilidade das imagens produzidas pelo instrumento óptico.
Na época de Galileu, não existia nenhuma teoria que explicasse a formação das imagens produzidas pelo telescópio95. Na maioria
das vezes, essas imagens possuíam aberrações e distorções que podiam ser identificadas ao observar objetos (terrestres) conhecidos. Feyerabend afirma que o conhecimento de Galileu sobre a teoria óptica da refração não é correto e nem é suficiente para o entendimento de fenômenos telescópicos96, e que ele
reconstrói uma versão melhor da luneta holandesa e afirma em seus escritos que isso se deu por meio de cálculos matemáticos. Entretanto, não há cálculos em seus relatórios, mas um esboço que mais se assemelha à tentativa e erro (ou seja, à experiência)97.
Apesar disso, o dispositivo aperfeiçoado por Galileu era considerado moderno, e provavelmente o melhor de sua época. Inicialmente, seu interesse estava voltado para as questões militares e não astronômicas. Quando Galileu ouviu falar nas lunetas holandesas, apressou-se para estudá-las e melhorá-las, a fim de obter vantagem para Veneza sobre os turcos, podendo observar os navios inimigos cerca de duas horas antes de serem vistos a olho nu98. Há vários relatos da época, inclusive do próprio
Galileu, evidenciando a importância e os benefícios desse novo instrumento quando usado em terra ou mar. Sua aplicação às estrelas, contudo, era uma questão inteiramente distinta99.
95 HENRIQUE, 2010, p. 26. 96 FEYERABEND, 2011b, p. 118. 97 FEYERABEND, 2011b, p. 120. 98 VANNUCCHI, 1996, p. 48. 99 FEYERABEND, 2011b, p. 121.
• Utilizar o telescópio para visualizar a Lua, as fases de Vênus, os satélites de Júpiter e os anéis de Saturno;
• Notar o poder de ampliação do telescópio;
• Perceber a discordância sobre o que é visualizado (pelos alunos); • Buscar elementos que refutem o Geocentrismo e, consequentemente, apoiem o Heliocentrismo.
• Convidar os alunos a observarem os astros pelo telescópio: as crateras e montanhas da Lua; a fase em que Vênus se encontra, as quatro outras estrelas que são satélites de Júpiter; e os dois acompanhantes de Saturno (evidências do modelo heliocêntrico);
• Perguntá-los sobre o que pode ser visualizado com o auxílio do instrumento óptico;
• Destacar a percepção das irregularidades geográficas da Lua: montanhas, vales, crateras, manchas, etc.; • Destacar a percepção da fase de Vênus e ampliar a