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
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
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
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
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.
2- 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
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.
2.1- 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
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
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
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.
3- 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
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
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
