A Não Evolução do Roteiro Experimental Sobre a Segunda Lei de Newton

No laboratório do CEP inserido neste otimismo de mudança do ensino de Física, no contexto da década de 70, encontramos no acervo histórico materiais de laboratório do IBECC e da Bender, com os devidos manuais de recomendação para utilização dos materiais nas experimentações sugeridas, e escolhemos a experimentação da 2a _{lei de Newton para acompanharmos a evolução ou não}

evolução da prática ao longo dos últimos 50 anos. E como tal experimentação vêm sendo sugerida pelos manuais que acompanham os materiais de laboratório e elaborados pelas empresas envolvidas na produção de tais materiais. Em um trecho do material traduzido do PSSC e que reproduzido na próxima imagem:

Figura 3: páginas retiradas do guia original, traduzidas do PSSC, com orientações sobre a segunda lei de Newton.

Fonte: tradução dos guias de laboratório para mecânica do PSSC, p. 164.

O encaminhamento da experiência objetiva medir tempos para deslocamentos de uma determinada distância, em que o carrinho é submetido às diferentes forças motoras, então com os dados de tempo calcula – se as respectivas acelerações e então é abordado sobre as relações entre força e aceleração, da qual deduz-se a segunda lei de Newton. Para melhor ilustrar a experimentação utilizaremos de uma figura do guia do PSSC que foi traduzido para o português e que apoiou os cursos de capacitação de professores brasileiros.

A marcação do tempo é realizada por um faiscador, os quais ainda existem no acervo histórico do CEP, além destes encontramos cronômetros de areia que também eram distribuídos pelo IBECC, para experimentação de corpos em movimento em uma única dimensão.

Figura 4: página que representa a montagem experimental da 2a lei de Newton, retirada da tradução do guia do PSSC.

Fonte: tradução dos guias de laboratório para mecânica do PSSC, p. 162.

Este mesmo encaminhamento metodológico experimental de cunho que nos parece com características de um indutivismo ingênuo, foi desenvolvido no laboratório de Física do CEP, com roteiro adaptado de manual que acompanhava o artefato experimental e que era convergente com a orientação do guia do PSSC. Este mesmo encaminhamento experimental foi realizado em diferentes instituições de ensino, tal como o antigo CEFET – PR.

O roteiro de experimentação ilustrado foi utilizado até pelo menos o final da década de 80 para a documentação que tivemos acesso, subtraindo a organização do roteiro e o aparelho tecnológico utilizado para determinação dos tempos, a essência do roteiro é a mesma apresentada no guia do PSSC, ancorada também na percepção de experimentação tradicional no ensino de comprovação científica. Conforme o roteiro apresentado a seguir:

Figura 5: páginas do manual de roteiros de experimentação de estudante do ensino médio do antigo CEFET –PR. Fonte: apostila de experimentação para estudantes do ensino técnico do

CEFET – PR/1980

A empresa que forneceu o aparelho experimental para o CEP e para o antigo CEFET - PR é a AZEHEB, empresa estabelecida em Curitiba há algumas décadas, e que seus fundadores estavam pela produção que aparece em suas sugestões de roteiros, inseridos no movimento de mudança do ensino de Física acompanhado da experimentação aparentemente na tendência do projeto PSSC.

Tal prática que procura demonstrar a segunda lei de Newton, parece-nos que seria muito mais rica se fosse manipulada pela experimentação em um caráter mais investigativo, entretanto não foi feito tal abordagem ao longo de décadas no CEP e também em algumas empresas que produzem e fornecem o artefato tecnológico para o CEP. E nos manuais instrutivos fornecidos por essas empresas como sugestão e que serão apresentados para corroborar nossos argumentos.

Agora já na primeira década deste século, debruçando-nos sobre os manuais e guias que acompanham os aparelhos tecnológicos que auxiliam a experimentação para o estudo dos movimentos, surpresa alguma em não encontrarmos nenhuma alteração em relação ao roteiro de experimentação que aborda a segunda lei de Newton, apresentaremos parte de um catálogo de uma das empresas que fornecem aparatos tecnológicos para nossa escola, a empresa AZEHEB, elaborado por H. P. A. Bukta (2009):

Figura 6: página do guia de experimentação e de sugestões de roteiros do AZEHEB. Fonte: manual da AZEHEB com orientações de roteiros de experimentação, não paginado.

Chama-nos a atenção que em todos estes anos, desde a tradução dos guias dos PSSC para o português na década de 60, e a influência em termos exóticos que repercutiu no ensino de física do País e nas empresas que passaram a produzir material para a experimentação em física, até os anos mais recentes como visto nos manuais do AZEHEB, não houve muitas mudanças, perpetuou – se a prática da experimentação de comprovação científica.

Interessante que não somente no Brasil, mas também encontramos essa tendência, em pelo menos uma parte do ensino norte-americano, que utilizam ainda das orientações contidos nos manuais dos PSSC. Na busca de informações sobre o projeto PSSC, acabamos pesquisando sites norte americanos e fica claro o quanto o projeto influenciou e influencia parcialmente o modo de ensinar física naquele país.

Chamamos a atenção que somente interessou uma sondagem rápida em relação a influência dos PSSC naquele País, pois não é o mote da nossa pesquisa o sistema de ensino norte americano, mas foi do nosso interesse em ilustrar a pesquisa, se ao menos parcialmente havia uma continuidade do projeto original que

iniciou naquele país. Mas não podemos deixar de colocar aqui a nossa impressão a respeito.

Investigando o site disponível em

http://www.physicsclassroom.com/lab/newtlaws/NL4tg.pdf, com acesso em 18 de ago. 2013. Site que reúne informações para professores e estudantes, a respeito de material didático para a Física e também de experimentação para a Física, ater-nos- emos com foco na segunda lei de Newton, para corroborar com o nosso discurso utilizar-nos-emos de um trecho do site relativo a orientação de experimentação para professores, em seguida teceremos comentários que amarram com a trama proposta.

Figura 7: roteiro sobre a segunda Lei de Newton de 2009. Fonte: do site associado ao PSSC/ http://www.physicsclassroom.com

Permitimo-nos o recorte integral pela relevância em comparar com os guias do PSSC, que foram traduzidos na década de 60 e que influenciaram profissionais brasileiros que trabalhavam com experimentação de Física, seja como docentes e/ou como produtores de material didático para experimentação de Física, evidência que aparece nos roteiros e manuais para experimentação que acompanhavam os materiais didáticos e que eram trabalhados nos laboratórios para experimentação de

Física. Para facilitar as analogias ainda permitir-nos-emos colocar a tradução do trecho relativo à descrição dos procedimentos do original em inglês:

Tradução: com pequeno atrito o carrinho é colocado sobre a pista que o acompanha. A força probe, é montado no carrinho e conectado na interface com o computador. Um detector de movimento é colocado perto do final da pista. O software, programa que acompanha a interface, equipado para manipular para construção do gráfico com dados de aceleração (eixo vertical) como uma função da força (eixo horizontal). Dados são coletados com a força probe, O equipamento detecta a força e o correspondente movimento em parcelas de tempos reais. A reta correspondente ao gráfico é obtida. A seção relevante do gráfico é destacada e por regressão linear é determinado a inclinação da reta. A equação da reta é determinada considerando a inclinação da reta. A massa e a força (combinado) é determinada. O procedimento é repetido adicionando massas no carrinho.

Aqui qualquer semelhança da proposta do

http://www.physicsclassroom.com/(2009) e com os guias traduzidos do PSSC pelo Pe. Vienken, não é mera coincidência, descartando alguns encaminhamentos a proposta é muito similar, com a mesma ideia de construção do gráfico a partir da coleta de dados, gráfico de força e aceleração, e da inclinação da reta retirar a relação entre força e aceleração, portanto a segunda lei de Newton.

O método ignora o conhecimento prévio dos estudantes que passado as primeiras instruções, “já não resta lugar para o senso comum, nem se ouvem as perguntas do leitor. Amigo leitor será substituído pela severa advertência: preste atenção aluno! ” (Bachelard, 2013, p. 31). O roteiro de experimentação é que comanda de uma forma que transparece a atividade como natural; “mas não é natural. Já não é ciência da rua e do campo. É uma ciência elaborada num mau laboratório, ” (Bachelard, 2013, p. 30). Que de certa forma é desligado das observações primeiras dos estudantes.

Do mesmo modo, a experiência que não retifica nenhum erro, que é monotonamente verdadeira, sem discussão, para que serve? A experiência científica é, portanto, uma experiência que contradiz a experiência comum. Aliás, a experiência imediata e usual sempre guarda uma espécie de caráter tautológico, desenvolve-se no reino das palavras e das definições; falta-lhes precisamente esta perspectiva de erros retificados que caracteriza ao nosso ver, o pensamento científico. (Bachelard, 2013, p. 14).

O roteiro não se problematiza e passa a impressão de uma lei geral provada naturalmente, bloqueia as ideias e que constituirá um obstáculo à aprendizagem. A

falta da problematização e o roteiro que responde “de modo global, ou melhor responde sem que haja pergunta”, (Bachelard, 2013, p. 71).

De fato, no ensino elementar, essa lei é o estágio no qual estancam os espíritos de pouco fôlego. A lei é tão clara, tão completa, tão fechada, que não se sente necessidade de estudar mais de perto o fenômeno.... Com satisfação do pensamento generalizante, a experiência perdeu o estímulo. (Bachelard, 2013, p. 71-72).

Acaba restando apenas um avanço com a tecnologia que está sendo utilizada com toda a sua praticidade na coleta de dados, e com a facilidade da construção gráfica através da interface com o computador. Para reforçar a argumentação citamos Pinho (2000):

“As conclusões são, muitas vezes, tiradas em casa, longe dos aparelhos e do fenômeno. A conclusão torna-se difícil, assim como a análise detalhada dos dados obtidos, porque o fenômeno fica reduzido a um conjunto de números”. Continua a crítica ao colocar que “Para um físico treinado, o qual viveu o fenômeno durante meses, estes números são excelentes representações do próprio fenômeno e ... para o estudante meros esquemas, com pouca ou nenhuma representatividade do fenômeno real. ” (PINHO, 2000 p. 65-66)

Desta forma ao tratarmos do laboratório, e não tratado no sentido mais tradicional de manipulação de aparelhos experimentais, mas em um sentido mais amplo incluindo a concepção de ensino de ciência na qual o laboratório está inserido. Ou seja, o importante como não se resume a manipulação de objetos e artefatos concretos, e sim o envolvimento comprometido com respostas/soluções bem articuladas para situações problematizadas colocadas, em atividades que podem com o aparelho concreto de experimentação, ou ser puramente de pensamento.

Como abordamos em particular na exploração experimental da segunda lei de Newton, que cumpre o seu papel em termos de metodologia do uso do aparelho experimental, atendendo aspectos de motricidade e de aperfeiçoamento de habilidades mecânicas no uso do aparelho conforme apontado por Pinho (2000):

Mesmo com críticas, existe um consenso entre os professores em geral, que assumem a validade do laboratório tradicional frente a objetivos como (a) possibilitar que o aluno interaja com o equipamento; (b) verificar (comprovar) leis e princípios físicos; (c) habilitar os estudantes no manuseio de instrumentos de medidas; (d) oferecer suporte às aulas e/ou cursos teóricos. Dois dos objetivos estão relacionados com manipulação ou com algum tipo de habilidade motora, e podem, portanto, ser atingidos de outra forma que não a do laboratório. Um objetivo está ligado à comprovação, e não oferece novidade de conteúdo, limitando-se a verificar a validade da lei ou princípio físico. (PINHO, 2000, p. 66).

Mas que com sua sistemática e organização deixa a desejar em termos de aprendizagem, pois torna rígido o trabalho do professor e dos estudantes, o professor por priorizar determinados aspectos do conteúdo e pelo tempo que tem

disponível para trabalhar o experimento, e os estudantes preocupados e focados na parte mais técnica, que a utilização do aparelho como obstáculo exige.

No próximo capítulo apresentaremos uma alternativa para o ensino de física para o CEP, com uma metodologia de ensino experimental e teórico, não deixando a experimentação em segundo plano, equiparando-a com o corpo teórico, pois consideramos que a experimentação possui particularidades que pode contribuir com uma cultura de laboratório, no letramento científico dos estudantes.

Ainda limitar-nos-emos entorno da lei fundamental dos movimentos, e consideramos necessário escrever com um outro olhar para a mecânica de Newton, considerando aspectos do mundo cultural, social, econômico que constituía o mundo em que o “Principia” de Newton foi escrito, com a intencionalidade de apontar possíveis fatores que influenciaram a maneira como o Newton pensava sobre o seu mundo e sua mecânica. Obviamente não é nossa intenção e nem nosso propósito neste trabalho superar os historiadores e filósofos da ciência, entretanto sentimos a necessidade de conectar com o mote da pesquisa, em termos da segunda lei de Newton, experimentação e perfil epistemológico, portanto peço que compreendam essa pequena inserção a respeito de Newton e sua mecânica.

3 REFERENCIAL TEÓRICO

3.1 DEMANDA HISTÓRICA, SOCIAL E ECONÔMICA: E O MUNDO MECÂNICO DE