MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA
LUCRÉCIA MARTINS OLIVEIRA
O QUE VEM DEPOIS DO ARCO-ÍRIS? UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO POR INVESTIGAÇÃO EM UM ESPAÇO NÃO FORMAL DE EDUCAÇÃO
VOLTA REDONDA 2020
LUCRÉCIA MARTINS OLIVEIRA
O QUE VEM DEPOIS DO ARCO-ÍRIS? UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO POR INVESTIGAÇÃO EM UM ESPAÇO NÃO FORMAL DE EDUCAÇÃO
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF) da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.
Orientador: Prof. Dr. Ladário da Silva
Volta Redonda-RJ 2020
Para Felipe, Lucas e João, queridos filhos, com todo meu amor.
Gostaria aqui de expressar meus agradecimentos a meus familiares e amigos, que compartilharam da elaboração dessa dissertação. Gostaria de iniciar agradecendo a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoa de Nível Superior - CAPES pela bolsa concedida que me proporcionou a participação em congressos, simpósios e capacitações.
Ao Prof. Dr. Ladário da Silva, pela orientação, estímulo e paciência na construção do produto e da dissertação, pelas oportunidades acadêmicas que me proporcionou e principalmente pelos ensinamentos.
Agradeço aos professores do MNPEF, pela vivência em um ambiente profissional de ensino, e aos meus colegas do MNPEF – Polo 15 UFF: Alan Pereira Antônio, Danilo da Silva Monsores, Feliphe de Souza Ferreira, Helder Clementino Lima Silva, Marcílio da Silva Nascimento, Rafael dos Santos, Thalita leite de Santana Escanilha, Adriana Borges dos Santos, Ângela Pereira Cerqueira Halfeld, Carlos José Sá da Silva, Jean Carlos Falcão de Oliveira, Muary Quintanilha pelo companheirismo e união, bem como pelas valiosas discussões.
Aos meus companheiros de trabalho do Museu Interativo de Ciências do Sul Fluminense – MICInense, Claudia Aparecida Balieiro Aguiar Moraes pela amizade e incentivo. Ao professor Luciano Gustavo Oliveira da Silva, por oportunizar a realização desse projeto, e grande contribuição com sugestões e orientações.
A todos os alunos e professores que visitaram a exposição e contribuíram para a construção do produto.
A meu querido amigo Rodrigo Santos, por sua disponibilidade, sua arte e seu companheirismo.
Ao Paulo Frederico pela paciência e incentivo.
Há muito chegamos à convicção de que a ciência, em nosso país custeada quase exclusivamente pelos cofres públicos, requer, para o apoio que merece, a compreensão da comunidade. Mas esse entendimento não se consegue, ao contrário do que parecem imaginar os cientistas, pela mera exaltação dos méritos da ciência; atinge-se pela paciente educação do povo a respeito do que ela faz e das implicações de suas conquistas. Também julgamos útil esse conhecimento como meio de difundir e mesmo criar atitudes que, indispensáveis ao cientista, não podem deixar de favorecer a boa formação do cidadão comum. Citamos, entre elas, o interesse pela criatividade, o espírito crítico, a busca de isenção nas conclusões e de alternativas, a contínua vigilância para que o simplesmente emocional não falseie o raciocínio.
INVESTIGAÇÃO EM UM ESPAÇO NÃO FORMAL DE EDUCAÇÃO
Lucrécia Martins Oliveira Orientador: Prof. Dr. Ladário da Silva
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação (nome dado na instituição) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física
Este trabalho tem como objetivo central elaborar, investigar e desenvolver uma sequência didática com caráter investigativo desenvolvida para ser aplicada em espaços não formais de educação, como Museus e Centros de Ciências. Apresenta um papel importante na divulgação do conhecimento científico, propiciando o diálogo com os alunos e ampliando o processo de apropriação do conhecimento através da atividade investigativa. Essa proposta de ensino por investigação aplicada no Museu Interativo de Ciências do Sul Fluminense (MICInense), objetiva contribuir para o processo de alfabetização científica, oportunizando a construção do conhecimento sobre assuntos científicos usando a aprendizagem baseada na resolução de problemas extraídos de situações cotidianas. Com o tema Óptica, utilizando como mote a pergunta “O que vem depois do arco-íris?”, o experimento do cientista William Herschel é reproduzido de forma cuidadosa, visando proporcionar o entendimento do fenômeno natural e a importância das ciências para compreensão de mundo, promovendo assim a aproximação com a cultura científica. No desenvolvimento desta proposta são abordados os conteúdos: história da luz, refração da luz solar, características das cores e a descoberta do infravermelho, dentro de um contexto investigativo a partir de atividades práticas de interesse pela ciência e tecnologia. A Sequência de Ensino Investigativa desenvolvida fomenta discussões e tem como objetivo proporcionar a estudantes e professores um ensino elaborado a partir de problemas experimentais. Dessa forma, a iniciativa proporciona o envolvimento da ciência com a sociedade, despertando um maior interesse pelos resultados de pesquisas divulgadas relacionadas à ciência. Como fruto associado a esta dissertação, foi desenvolvido um Produto Educacional que apresenta uma sequência didática e materiais de apoio, relacionados ao tema, os quais podem ser usados por professores do ensino básico.
Palavras-chave: Ensino Investigativo, Alfabetização Científica, educação não formal, experimentos de óptica.
Volta Redonda-RJ Fevereiro 2020
WHAT COMES AFTER THE RAINBOW? A SEQUENCE OF RESEARCH TEACHING IN A NON-FORMAL SPACE FOR EDUCATION
Lucrécia Martins Oliveira Supervisor: Prof. Dr. Ladário da Silva
Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós-Graduação (nome dado na instituição) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), in partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física.
This work has as main objective to investigate and to develop a didactic sequence with investigative character to be applied in non-formal spaces of education, as Museums and Science Centers. It plays an important role in the dissemination of scientific knowledge, providing dialogue with students and expanding the process of knowledge appropriation through investigative activity. This research teaching proposal, applied to the Museu Interativo de Ciências do Sul Fluminense (MICInense), aims to contribute to the process of scientific literacy, enabling the construction of knowledge on scientific subjects, using experimental research to solve problems extracted from everyday situations. With the theme Optics, using as a motto the question "What comes after the rainbow?", the experiment done by scientist William Herschel is carefully reproduced, aiming to provide an understanding of the natural phenomenon and the importance of science to comprehend the world, thus promoting a rapprochement with the scientific culture. In the development of this proposal, the following contents are addressed: history of light, refraction of sunlight, characteristics of the colors and the discovery of infrared, within an investigative context from practical activities related to science and technology. The Investigative Teaching Sequence has developed discussions and aims to offer students and teachers a teaching elaborated from experimental problems. Thus, an initiative provides the involvement of science with society, arousing a greater interest in the results of published research related to science.As a result of this dissertation, an Educational Product was developed that presents a didactic sequence and support materials, related to the theme, which can be used by teachers of basic education.
Keywords: Research Teaching, Scientific Literacy, Non-formal Education, Optical Experiments.
Volta Redonda-RJ February 2020
Figura 1 – Escala do Indicadores de Alfabetização Científica ... 31
Figura 2 - Escala de comprimentos de onda... 37
Figura 3 - Representação da reflexão e refração de um feixe de luz. ... 40
Figura 4 - Prisma triangular separa a luz branca nas cores componentes. ... 42
Figura 5 - Dispersão causada por um prisma. ... 43
Figura 6 - Dispersão da luz causada por um pingo de chuva. ... 44
Figura 7- Representação de Descartes de raios paralelos de luz entrando em uma gota de água. ... 45
Figura 8 - Radiância espectral RT(ν)dν. ... 46
Figura 9 - Radiância ao longo do espectro da radiação solar. ... 47
Figura 10 - Representação da aproximação experimental. ... 48
Figura 11 - Gráfico da função comparando densidade de energia a resultados experimentais. ... 52
Figura 12 - Emitância espectral do corpo negro. ... 53
Figura 13 - Obra com os artigos de William Herschel. ... 54
Figura 14 - Primeiro aparato experimental construído por Herschel para investigar o poder de aquecimento das cores. ... 56
Figura 15 - A, B o pequeno suporte.1, 2, 3 os termômetros sobre ele; CD o prisma na janela. E, o espectro lançado na mesa de modo a trazer o último quarto de uma polegada da cor de leitura sobre o suporte. ... 58
Figura 16 - Aparato experimental 1. ... 69
Figura 17- Tentativa de reprodução do experimento tendo como fonte uma lâmpada incandescente. ... 69
Figura 18 - GLX ... 70
Figura 19 - Modelo Experimental 2. ... 71
Figura 20 -Tentativa de comprovação dos resultados realizada no laboratório. ... 71
Figura 21 - Teste do modelo experimental 2... 72
Figura 22 - Verificação da variação da temperatura utilizando termômetros. ... 72
Figura 23 - é possível observa a temperatura de 55.5°C na faixa do violeta. ... 73
Figura 24 - aqui é possível observa a temperatura de 57.2°C na faixa do amarelo. ... 74
Figura 25 - Reprodução em madeira do primeiro modelo. ... 75
Figura 26 - Reprodução em madeira do segundo modelo utilizado por William Herschel... 75
Figura 27 -Peça 1: base inferior; Peça 2: arestas para fixação do completo do prisma. ... 76
Figura 31 - Esquema do modelo expositor. ... 79
Figura 32- Esquema detalhado da base expositora. ... 79
Figura 33 - Expositor 1. ... 80
Figura 34 - Resultado do aquecimento dos termômetros. ... 81
Figura 35 - Termômetros selecionados. ... 81
Figura 36 - Termômetros que apresentaram temperaturas fora do padrão. ... 82
Figura 37 - Painéis 1 e 4. ... 83
Tabela 1- Instrumento para avaliação da Exposição ... 32
Tabela 2 - Resultados dos experimentos realizados verificando o aquecimento de diferentes cores do espectro prismático... 57
Tabela 3 - Resultados obtidos pelo aquecimento de termômetros de mercúrio em diversas cores do espectro de luz solar. ... 58
Tabela 4 - Material utilizado na construção do modelo experimental 2. ... 70
Tabela 5 - Resultados obtidos com a utilização de termômetros... 73
Tabela 6 - Resultados obtidos com a utilização da GLX. ... 74
Quadro 1 - Hipóteses apresentadas pelos alunos ... 85
Quadro 2 - Hipóteses apresentadas pelos alunos. ... 86
Quadro 3 - Hipóteses apresentadas pelos alunos. ... 86
Gráfico 1 - Grau de interação com o produto. ... 89
Gráfico 2 - Grau de eficiência das conexões durante as discussões. ... 90
Gráfico 3 - Grau de conexões e aproveitamento. ... 91
Gráfico 4 - Grau de aprendizagem. ... 93
Gráfico 5 - Grau conhecimento prévio. ... 94
1.INTRODUÇÃO ... 10
2. OBJETIVOS ... 17
2.1 Objetivo Geral ... 17
2.2 Objetivos Específicos ... 17
3. A DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA E O ENSINO DE FÍSICA ... 18
3.1 Espaços de Educação não formal... 23
3.1.1 Museus de ciência ... 25
3.2 Alfabetização Científica ... 28
3.2.1 Indicadores de Alfabetização Científica ... 29
4. COMPREENDENDO O COMPORTAMENTO DA LUZ ... 36
4.1 O espectro eletromagnético ... 36
4.2 A luz visível ... 38
4.3 Reflexão e refração ... 39
4.4 Dispersão cromática ... 42
4.5 Radiação Térmica... 45
5. O EXPERIMENTO DE WILLIAM HERSCHEL... 54
6. TEORIAS DE ENSINO ... 61
6.1 Conhecimento prévio e aprendizagem significativa ... 61
6.2 Sequência de Ensino ... 63
6.3 Ensino de Ciências por Investigação ... 64
7. DESENVOLVIMENTO DA ATIVIDADE INVESTIGATIVA ... 68
7.1 Público e Local ... 68
7.2 Reprodução do Experimento ... 68
7.3 Construção da Exposição ... 75
8. ETAPAS DA APLICAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL ... 84
8.1 Etapas da Sequência de Ensino por Investigação... 84
8.2 A Sequência de Ensino por Investigação ... 85
9. ANÁLISE DOS RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 88
9.1 Análise do grupo de participantes pelo professor- mediador ... 89
1.INTRODUÇÃO
O enfoque e a forma de pesquisar a História das Ciências passou por grandes modificações nos últimos anos, e porque não dizer nas últimas décadas. A história da física que anteriormente se restringia a um conjunto de eventos importantes passou a enfatizar as práticas científicas em seus ambientes, locais de produção e contextos sociais e culturais. No estudo de um episódio histórico pode-se observar diferentes nuances do trabalho científico, de procedimentos teóricos e experimentais empregados, técnicas, literatura, as formas de comunicação, divulgação e circulação, ou seja, o fazer científico. Descrever a realidade histórica da época, a relação da ciência com a religião, a sociedade, os interesses científicos e políticos, principais atores e lugares nos faz imergir nesse cenário.
Castro (2016, p. 103) faz uma análise filosófica de como o uso da história no ensino da física aproxima cognitivamente o conhecimento científico do conhecimento comum:
[...]a busca de aproximações faz parte do método da ciência e a abordagem histórica nos permite constatar que o saber científico não é meramente transmitido, revelado ou adquirido pela simples observação. Ele é construído a partir de referências múltiplas, num processo de ir e vir constante e incansável, num exercício de aproximação e distanciamento que engendra uma visão de mundo que se modifica a cada dia, num processo de dialetização permanente. Contudo, não se pode reconstruir o que não se reconhece como objeto de reconstrução. A história ajuda a reconhecer a ciência como uma reconstrução possível.
Ao longo dos séculos muitas descobertas científicas que foram apresentadas à sociedade que a princípio, não apresentavam uma utilidade imediata, que garantisse de alguma forma “vantagem evolutiva” diante de outros povos, nações, comunidades ou “parceiros” científicos, ou seja, não traziam consigo o caráter útil e final. Nesse contexto estão inseridas várias pesquisas científicas, que inspiraram atores contemporâneos dando continuidade a saberes que inicialmente poderiam ser denominados de inúteis, e que, tornaram-se base para saberes agora chamado de úteis. Úteis aqui é compreendido como aquilo que é entregue a sociedade, a ciência aplicada, o produto.
A pesquisa, que a princípio apresentava um recorte sobre a descoberta, o objeto, do pesquisador William Herschel, vem contribuir para melhor compreensão do aluno, no momento em que o produto, a sequência didática reproduz um ambiente investigativo, reproduz o ambiente em que o pesquisador desenvolve sua pesquisa, o que propicia a inserção na história da ciência e promove a alfabetização científica.
Não se trata de uma descrição da descoberta, nesse contexto tornou-se imperativo mostrar como a ciência é moldada por saberes científicos e humanísticos, e que muitas vezes é ameaçada por batalhas inerentes ao conhecimento, devido ao caráter especulativo. Não podemos nos deixar crer que a história está pautada em descobertas extraordinárias de grandes gênios.
A utilidade da literatura, dos saberes, os lugares, as personagens e a circulação de saberes e práticas, nos conduz a realidade fascinante da história das grandes descobertas. Assim, uma vez colocada nesse contexto, a descoberta de William Herschel não foi na realidade uma revolução de ideias, nem uma quebra de paradigma, isso se dá ao fato de que não foi modificado nenhum conceito anterior. Na verdade, o pesquisador tem na maior parte de suas biografias exaltado o fato da descoberta do Planeta Urano, poucas são as obras que citam essa teoria científica. Herschel (1800), ao procurar uma melhor forma de visualizar o sol, se deparou com um problema que era o comportamento do calor e iluminação que atingiam seu olho. Algumas lentes mais escuras, que iluminavam menos aqueciam mais o seu olho, ao passo que outras que iluminavam mais aqueciam menos. Tentando entender esse comportamento ele deu início a outras investigações que culminam com a descoberta o infravermelho (OLIVEIRA, SILVA, 2014).
Muitos físicos têm interesse na história da ciência, e outros certamente conhecem sobre os principais gênios da ciência que contribuíram para a compreensão dos fenômenos da natureza. No entanto, essa abundância de registros, documentos, acervos dificilmente é apresentada a estudantes e ao público leigo. Por mais heterogêneo que sejam os produtos e projetos, é necessário estabelecer uma conexão entre o cientista e sua pesquisa.
Segundo Rocha et al. (2015), a maioria dos livros das universidades brasileiras são traduções de autores americanos, esses textos tecnicamente corretos, porém de acordo com o autor são extremamente restritos, pois:
[...] Esses textos, tecnicamente corretos, porém, sob ponto de vista Humanístico, extremamente pobres já formara várias gerações de físicos, químicos, engenheiros e professores com inegável eficiência e pragmatismo. No entanto, algo muito precioso se perdeu neste processo de aprendizagem: o sentido de tempo histórico. Nessas últimas décadas, no brasil, o aprendizado de História da Ciência só pode ser feito por uns poucos abnegados, e de forma praticamente autodidata (ROCHA et al., p. 21, 2015).
Ao escrever um trabalho sobre um cientista, um pesquisador que de alguma forma contribui para nosso conhecimento de mundo, deve-se descrever bem essa vertente histórica,
de certa forma corrobora e legitima esse conhecimento. Talvez isso faça a diferença e contribua para estimular narrativas da históricas de pesquisas e descobertas, que a princípio não possuíam grandes aplicações práticas, mas que serviram como alicerce para seus sucessores.
Segundo Koyré (2011), a relação entre as teorias e os fatos é um dos problemas mais relevantes observados a partir do século XVII, caso em que a metodologia científica aplicada deveria estabelecer condições e critérios para que uma teoria fosse válida ou não.
A ciência experimental era feita em cenários físicos e sociais. O trabalho experimental realizado na Inglaterra nos séculos XVII e XVIII vem demonstrar como a ciência era produzida. Para compreender todo o processo de construção, ou melhor, de validação do conhecimento científico se faz necessário a imersão nesse contexto histórico: local do experimento, o papel dos técnicos, ajudantes e a comunidade participante, mostra a relações entre sociedade, cientista e público. Shapin (2013) faz uma descrição de como era a produção desse conhecimento, localização, público e rede de relações.
A localização física e simbólica do trabalho experimental era uma maneira de unir e disciplinar a comunidade de praticantes; era uma maneira de se policiar o discurso experimental; era uma maneira de garantir publicamente o conhecimento produzido nesses locais era confiável e autêntico (SHAPIN, 2013; p. 61).
Ainda segundo Shapin (2013), os locais para produção da ciência, variam de cenários tais como casas de café, aposentos de professores universitários, mas, eram as residências particulares de cavalheiros, denominada Casa da Experiência, local onde estavam localizados os espaços experimentais. O acesso ao conhecimento era para poucos, o testemunho direto, e sensorial estava reservado para nobres que frequentavam a Royal Society, como descreve o trecho a seguir:
Era comum, claramente, que o conselho concedesse a “pessoas inteligentes”, sejam ou não membros da Sociedade, aquelas que são designadas “Cartas de Recomendação”. Com esses documentos escritos em latim requisitava-se que “todas as pessoas de autoridade que estivessem no exterior gentilmente recebessem o seu portador, desejoso e cultivador da ciência, e lhe dessem toda atenção em seu poder” (SHAPIN, 2013; p. 73).
Sobre a “Casa da Experiência”, podemos defini-la como um clube formado por pessoas da Sociedade e convidados ilustres que realizavam papel de espectadores.
Percebe-se que a disjunção, o contraste entre a ciência praticada e a ciência divulgada ainda se assemelham a ciência divulgada hoje
.
Observa-se ainda que depois de séculos o público, mesmo com acesso a informações permanece como espectador. Hoje, qual o papel dos espaços públicos nesse contexto? O conhecimento científico tem o status de aberto, ou somente os especialistas e expertises estão aptos para essa tarefa? Como esse status foi modificado?O conhecimento científico, as descobertas científicas, os fatos experimentais, os que deram certo, e errado, tem papel importante na construção do conhecimento. Como saberes locais tiveram papel fundamental em diversas pesquisas, e trazem consigo a legitimidade.
Pode-se perceber a importância da compreensão dos papéis desempenhados pela ciência: o de conhecimentos práticos, a ciência voltada para as necessidades do homem, e aqueles que para Koyré, são movidos pela curiosidade, onde os atores são inventores geniais, e é nesse último que se enquadra William Herschel, um músico curioso, que dedicou-se à astronomia experimental. A princípio alugava os telescópios depois passou a construí-los, e em seguida a polir seus próprios espelhos (HOSKIN, 2019). Herschel por não ser um matemático, não apresentou cálculos que corroboram suas pesquisas, assim como seus instrumentos de pesquisas, os telescópios e lentes, que não possuíam muita precisão, eram todos confeccionados artesanalmente. Na verdade, Herschel era um bom observador e um pesquisador incansável.
Ascendeu na sociedade inglesa quando descobriu o planeta Urano, o que possibilitou a sua inserção à Royal Society (LOVELL, 1968). Em 1800, quando publica cinco artigos na
Philosophical Transactions of the Royal Society of London, com temas e pesquisas relacionadas
a decomposição da luz do sol e o poder das cores prismáticas, Herschel compartilha resultados de um experimento que se tornou muito útil para sociedade, a descoberta da radiação infravermelha.
Acredita-se que Herschel na sua busca pela solução e compreensão do poder de aquecimento das cores, pratica a ciência pura e contemplativa. Diferenciando-se um caráter racional quando atrelados a Revolução Científica, não ocorreu nesse momento nenhuma mudança paradigmática, quando a ciência normal não é capaz de resolver o problema em questão (KUHN, 2017). Por séculos a Física foi capaz de “causar” grandes revoluções, período de ideias radicais, grandes descobertas e cientistas. Percebe-se que essa descoberta, que segundo Fleck (2012) parte do ponto de que a ciência é um trabalho coletivo e um fenômeno social e cultural, quando o conhecimento científico não é construído de forma isolada, é sim uma continuidade de uma descoberta anterior, referindo-se aqui a descoberta de Isaac Newton.
Voltemos ao descobrimento do infravermelho: inúmeras teorias foram apresentadas sobre a natureza da luz, como por exemplo alguns filósofos gregos que acreditavam que os seres vivos tinham uma luz que emanava dos olhos, dentre eles Platão e Euclides. Pensadores antigos já tinham observado o fenômeno da refração da luz, como Claudio Ptolomeu, primeiro a registrar os dados experimentais sobre a refração quando mediu o desvio do feixe de luz ao passar do ar para água (SALVETTI, 2008).
Em meados do século XVII trabalhos como de René Descartes (1637), Pierre de Fermat (1661), Christiaan Huygens (1678) e outros ampliaram as descobertas difundindo o debate sobre a óptica. Predecessor de Herschel, Isaac Newton no período de 1666-1672 dedicou-se ao estudo da óptica, intrigado com os raios coloridos do Sol. Foi a partir de suas experiencias com um prisma que Newton explica a dispersão da luz solar, que serviu como alicerce para o experimento de Herschel (ROCHA, 2015). Podemos concluir que em 1672, as cores prismáticas já eram conhecidas, então o conhecimento de Newton serviu como alicerce para o experimento de Herschel.
Era no porão de sua casa, quase como uma oficina, que Herschel realizava experimentos com metais de diferentes composições no intuito de polir seus próprios espelhos, instrumento essenciais a sua descoberta. A casa, um lugar de experiências e produção de conhecimento:
Uma casa contém diversos tipos de cômodos, diferenciados quanto à sua função, cada qual com suas condições de acesso e convenções acerca da conduta apropriada dentro deles. A vida social dentro de uma casa envolve a circulação de um tipo pata o outro de cômodo. O curso do conhecimento experimental segue o mesmo tipo de circulação...Na Inglaterra de meados e do final do século dezessete, havia uma distinção linguística ... dava-se da discriminação entre “realizar” um experimento, “mostrar” esse experimento e “discursar” sobre ele (SHAPIN, 2013; p. 85).
Uma interpretação das distintas etapas na produção de conhecimento nos remete as práticas realizadas na época, essas referem-se aos estágios que são realizados em diferentes locais e atores. Shapin (2013), diferencia os termos:
Realizar um experimento corresponde a pesquisa propriamente dita, ao fazer aquilo funcionar, possivelmente na presença de incertezas acerca do que constitui um experimento que funcione. Mostrar é exibir a outros um experimento funcionamento o que comumente é chamado de demonstração. E discursos de experimento são uma gama de comportamentos verbais difusos e interpretativos que acompanham as mostras de experimentos...Quero dizer que realizar testes experimentais era uma atividade que na prática, ocorria relativamente dentro de espaços privados, ao passo que mostrar e discursar eram eventos em um espaço relativamente público. O curso do conhecimento
experimental é a circulação entre os espaços privado e público (SHAPIN, 2013; p. 85).
Observa-se que esse saber puro, a ciência pura, o poder contemplativo e o empreendimento em busca da verdade passaram a ter um caráter racional. Verifica-se que a motivação dos pesquisadores está relacionada ao interesse quantitativo, e a relação da ciência com o poder.
A História cultural da Ciência é um atributo importante para que o público possa imergir e identificar as práticas comuns no ambiente científico, inclusive suas próprias práticas, valorizando o saber local. Através dessa reflexão a respeito do saber fazer, ter a consciência de que a respeito do mundo real todos somos capazes de criar, pois cada grupo possui saberes próprios. Não parece certo afirmar que a produção do conhecimento não vem de saberes localizados nos países europeus e que de fato, saberes localizados foram apropriados por povos “colonizadores” como recursos.
Nas últimas décadas deram-se profundas modificações na concepção da história das ciências. De uma visão até então dominante, segundo a qual a ciência teria uma lógica própria de desenvolvimento – construindo-se segundo procedimentos explícitos e imutáveis, empiricamente testados em condições bem circunscritas e controladas e, portanto, sem decorrer, de maneira alguma, de um qualquer tratamento histórico e social, o olhar dos historiadores das ciências voltou-se para as práticas, sejam as práticas materiais e sociais, sejam as práticas cognitivas, o saber-fazer assim como os saberes, cujo conjunto constitui a ciência que se está a fazer (RAJ, 2007).
Estamos falando aqui de saberes conjuntos que precisam ser ressignificados. O saber fazer deve ser valorizado e as produções locais dignificadas. A população deve compreender a evolução dos saberes e da ciência, e principalmente que o espaço físico de produção de conhecimento são muitos, e muito diversificados.
A discussão a respeito da necessidade de comunicação entre ciência e sociedade já é antiga, ou seja, leva a população a construir opiniões fundamentadas no conhecimento científico, um diálogo possível entre o saber popular e o saber científico. Assim, necessitamos de práticas educativas que levem a construção do conhecimento capaz de promover uma transformação social, com atividades significativas que abram espaço para interação dialética. Encontramos relatos sobre tentativas de conhecer o mundo natural e social desde a antiguidade, nos quais se revela uma grande diversidade de modos de se explicar os fenômenos.
Numa época em que a quantidade de informações disponibilizadas é enorme, torna-se necessário formar cidadãos questionadores e com uma postura crítica (CHASSOT, 2006). Deste modo, é primordial compreender a construção do conhecimento contemplando o contexto histórico-sociológico, vivenciando cada etapa de uma investigação científica, mostrando o caminho trilhado pelos cientistas. Para Delizoicov, “é preciso reforçar a relação entre o conhecimento físico com a evolução histórica da sociedade que o transforma e é por ele transformada ao mesmo tempo” (DELIZOICOV, ANGOTTI, 1992).
Dessa forma, descrevemos aqui cada um dos capítulos para a concretização desse trabalho: o Capítulo 2 apresenta os objetivos geral e específicos. O Capítulo 3 versa sobre a Divulgação Científica em espaços não-formais de Educação: Museus de Ciências, os conceitos de Alfabetização científica, sua definição e importância, abrange ainda a avaliação do produto segundo os Indicadores da Alfabetização Científica. O Capítulo 4 apresenta conceitos básicos para compreensão do comportamento da luz, perpassando pelos temas: O espectro magnético, luz visível, dispersão cromática, reflexão e refração e radiação térmica. O Capítulo 5 discorre sobre o referencial teórico que engloba o:conhecimento prévio, aprendizagem significativa e o ensino por investigação. No Capítulo 6 descreve o público da pesquisa, o local e as etapas percorridas para a reprodução do aparato experimental idealizado por William Herschel, assim como todo arranjo expositor. No Capítulo 7 especifica a organização e aplicação dos 3 momentos da SEI. O Capítulo 8 apresenta uma análise qualitativa da aplicação do produto, utilizando dois questionários: o primeiro é uma análise realizada pelo professor-mediador de aspectos relacionados ao grupo de visitantes. O segundo, um questionário pós-visita direcionado aos estudantes. Finalmente, no Capítulo 9 são realizadas considerações e abordados aspectos relevantes na construção e aplicação do produto, e principalmente a contribuição para a Alfabetização Científica. Em seguida vêm as referências bibliográficas e o Apêndice.
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo GeralPropor uma Sequência de Ensino por Investigação (SEI) para Espaços não formais de Educação com o propósito de divulgar, popularizar o conhecimento científico e promover a alfabetização científica através do ensino de física.
2.2 Objetivos Específicos
i) Realizar estudos sobre o ensino investigativo em espaços não formais;
ii) Desenvolver uma sequência investigativa envolvendo um experimento histórico sobre a descoberta do infravermelho;
iii) Projetar e produzir o aparato necessário para reprodução do experimento. iv) Aplicar a Sequência concebida em um espaço não-formal de educação. v) Verificar os preceitos do ensino investigativo.
vi) Avaliar a sequência aplicada; vii) Elaborar um produto educacional.
3.
A DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA E O ENSINO DE FÍSICA
Estudar comunicação científica, a divulgação científica e o ensino de ciências não é uma prática atual, isso porque significa estudar a relação que sempre existiu entre a ciência e a sociedade, comportamento reiterado em vários momentos da história da ciência. Reis (1954) discorre a prática de divulgação da Ciência e Cultura:
Não é por certo novo o costume de divulgar as coisas da ciência para que o grande público as compreenda e dela se informa. Talvez até possa considerar como das mais antigas manifestações dessa atividade o trabalho daqueles velhos sofistas que prelecionavam de cidade em cidade, aturdindo muitas vezes os auditórios, mas sempre ensinando ao gregos o que nenhum outro povo mediterrâneo jamais aprendera, isto é, que o pensamento é, por si só, uma das maiores forças da vida humana e criando acendrado respeito pelos pensadores. Não precisamos toda via ir tão longe para abonar o que de início dissemos. Bastaria pensar nos objetivos com que se fundou a Royal Institution, na ação das muitas sociedades pelo progresso da ciência, existentes no mundo, e algumas das quais centenárias, e na paciente contribuição dada por numerosos sábios à imprensa comum (MASSARANI, L., p.13, 2018).
A Revolução Industrial tem papel de destaque na inserção da ciência do cotidiano das sociedades modernas, pois promoveu grandes avanços tecnológicos. Graças a esses avanços, praticamente todas as tarefas humanas foram modernizadas. Atualmente, o desenvolvimento da ciência está envolvido inclusive com os domínios políticos, econômicos e culturais das sociedades moderna. O mercado de bens de consumo é constituído de bens tecnológicos, e buscam seu aperfeiçoamento nas teorias científicas mais atuais de seu tempo, objetivando a promoção de melhor qualidade de vida. Entretanto a inserção dessas novas tecnologias é acompanhada de novas percepções sócio filosóficas das relações sociais e com a natureza. Surgem novos estilos de vida, com isso, e novas tendências comportamentais, usados para justificar inúmeras posturas sociais (ALBAGLI, 1996).
Entretanto, o contato popular geral é feito com os produtos da pesquisa científica, com pouca ou nenhuma divulgação acerca de todo o processo de desenvolvimento da teoria científica em si. Um resgate histórico sobre a descoberta dos raios-X mostra que o público leigo, ao tomar conhecimento do uso dessa tecnologia nova, aplicam seus produtos para os mais diferentes efeitos, mesmo que essas aplicações não encontrem suporte teórico que comprovem a sua efetividade, por exemplo, no uso de raios X para o clareamento da pele negra (LIMA et al., 2009).
Os raios X foram descobertos e popularizados no início do século XX. Ainda hoje, entretanto, novas descobertas são usadas de maneiras inadequada por conta de desinformação popular. O surgimento do “misticismo quântico” dos dias atuais é um exemplo atual desse fenômeno. (PESSOA Jr. et al., 2011).
Iniciativas para a popularização do conhecimento científico surgem nesse contexto de entendimento e uso inadequado das ciências. Albagli (1996, p. 397) aponta alguns dos principais objetivos da divulgação científica, e são eles:
Educacional, ou seja, a ampliação do conhecimento e da compreensão do público leigo a respeito do processo científico e sua lógica. Neste caso, trata-se de transmitir informação científica tanto com um caráter prático, com o objetivo de esclarecer os indivíduos sobre o desvendamento e a solução de problemas relacionados a fenômenos já cientificamente estudados [...] Cívico, isto é, o desenvolvimento de uma opinião pública informada sobre os impactos do desenvolvimento científico e tecnológico sobre a sociedade, particularmente em áreas críticas do processo de tomada de decisões. Trata-se, portanto, de transmitir informação científica voltada para a ampliação da consciência do cidadão a respeito de questões sociais, econômicas e ambientais associadas ao desenvolvimento científico e tecnológico.
Mobilização popular, quer dizer, ampliação da possibilidade e da qualidade de participação da sociedade na formulação de políticas públicas e na escolha de opções tecnológicas (por exemplo, no debate relativo às alternativas energéticas). Trata-se de transmitir informação científica que instrumentalize os atores a intervir melhor no processo decisório.
Assim, a divulgação científica atua a favor de diferentes objetivos, no que depende do público alvo ou do grupo que a promove, fazendo o uso dos mais variados mecanismos disponíveis. Seus três eixos de atuação principais incluem a promoção da educação científica, de forma a criar uma ponte entre a informação científica e o caráter prático ao qual a população tem acesso. A divulgação científica, entretanto, é confundida com o ensino de ciências se reduzirmos sua compreensão apenas à sua faceta educacional (ALBAGLI, 1996). Sua atuação é mais abrangente, e busca também a criação de uma opinião pública informada e embasada em fatos científicos, de forma a levar a sociedade a refletir sobre a importância da pesquisa científica.
A visão contextualizada do conhecimento científico no país foi perdendo força, culminando na Lei de Diretrizes e Bases da Educação -LDB 5692/71(BRASIL, 1971). A partir dessa lei, o ensino de física, junto com o de outras ciências exatas e da terra, assumem um caráter técnico-científico apenas com objetivos profissionalizantes.
Sendo assim, o ensino de ciências só pode encontrar espaço legal para ser exercida com instrumento de compreensão da realidade a partir da reforma na educação na década de 1990,
marcada principalmente pela LDB 9394/96, onde a educação básica passa a ter o dever e compromisso de suprir o jovem com competências e habilidades adequadas para a manutenção da sua qualidade de vida (BRASIL, 1999; LIMA, 2013).
De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais, os saberes populares podem possuir caráter científico tanto quanto as notícias veiculadas, mas os PCNs alertam que esses conteúdos podem também conter conhecimentos distorcidos.
A tradição cultural difunde saberes, fundamentados em um ponto de vista químico, científico, ou baseados em crenças populares. Por vezes, podemos encontrar pontos de contato entre esses dois tipos de saberes, como, por exemplo, no caso de certas plantas cujas ações terapêuticas popularmente difundidas são justificadas por fundamentos químicos. Daí investirem-se recursos na pesquisa dos seus princípios e das suas aplicações. Mas as crenças populares nem sempre correspondem a propriedades verificáveis e podem reforçar uma visão distorcida do cientista e da atividade científica, a exemplo do alquimista, que foi visto como feiticeiro, mágico e não como pensador, participe da visão de mundo de sua época. Além disso, frequentemente, as informações veiculadas pelos meios de comunicação são superficiais, errôneas ou exageradamente técnicas. Dessa forma, as informações recebidas podem levar a uma compreensão unilateral da realidade [...] (BRASIL, 1996, p. 30).
Justifica-se, então a necessidade do letramento científico no país, que pode ser promovida, ou no mínimo auxiliado, pelas atividades de divulgação científica.
O conceito moderno de letramento científico, ou alfabetização científica tem recebido atenção de pesquisadores do ensino por conta da ignorância popular, sobre temas básicos da ciência até mesmo em países desenvolvidos, o que é preocupante principalmente quando se observa que para a participação efetiva do indivíduo no mundo moderno complexo existem noções mínimas as quais devem ser compreendidas (GASPAR, 1993).
Existe uma classificação feita por Shen (1975, apud Gaspar, 1993) que divide o letramento científico em três aspectos principais:
(I) prática, que consiste nos conhecimentos técnicos ou científicos necessários à compreensão e solução de problemas práticos de higiene, saúde, meio ambiente, prevenção de acidentes, etc., (II) cívica, que consiste nos conhecimentos científicos que possibilitem ao cidadão atuar politicamente de forma consciente e (III) cultural, cuja motivação é colocar a pessoa a par das conquistas científicas da humanidade.
Assim, os aspectos práticos ditam os comportamentos frente a problemas reais cuja solução já é apontada pelas ciências, mesmo que ainda não de forma completa, ou que, em certos casos, a resposta só pode ser oferecida pelos meios científicos. A atuação cívica diz
respeito à participação democrática do cidadão nas instituições públicas. A cultural, por fim pretende agrupar os temas de divulgação que tem por fim manter a população informada dos avanços e estados da arte nos diferentes campos científicos.
É possível ver um paralelo entre os aspectos do letramento científico elencados por Shen (1975, apud Gaspar, 1993) e os objetivos da divulgação científica apontados por Albagli (1996, p.397). Assim, pode-se entender que a escola não é a única instituição responsável por promover a educação científica. A divulgação também pode atuar nesse papel, visto que seus objetivos no mínimo tangenciam as características do letramento.
Diversas iniciativas quanto à divulgação científica para o ensino de física já foram realizadas ao longo da história da ciência brasileira.
Sobre a leitura científica e o emprego desses textos em aulas de física, Almeida e Ricón (1993) apresentaram uma reflexão que conclui que as interações culturais devem ser prioridades na escola. Segundo os autores, são as práticas culturais que podem contribuir para a mudança de paradigmas dos alunos, facilitando também a incorporação do saber científico. É nesse sentido que os autores destacam a leitura como fundamental para o estabelecimento dessas práticas.
Uma revisão bibliográfica de Silva e Almeida (1999) apontou as características relevantes de trabalhos que fizeram usos alternativos aos textos do didático (textos literários, artigos originais e textos de divulgação científica). Os trabalhos com ênfase na prática da leitura e formação do leitor foram tomados com ênfase em textos de divulgação científica em diferentes mídias. Nessa pesquisa, observa-se que a formação desse leitor e a implementação de hábitos de leitura foi uma preocupação geral. Além disso, dentre os trabalhos, eram apontados como objetivos gerais e específicos a busca do desenvolvimento de interesse pela ciência e a motivação dos estudos. Dentre os resultados esperados apontam-se a formação do espírito crítico, já citada como objetivo do letramento científico e produto da divulgação, mas também o surgimento de conhecimentos e sentimentos por parte dos alunos. Todas essas características apontadas promovem a aproximação do indivíduo com o conhecimento.
O uso de textos de divulgação científica como alternativas ao texto didático possibilita o contato do aluno com as informações mais atualizadas sobre a ciência e tecnologia, visto que a atualização do livro didático é mais dispendiosa e lenta que o processo de publicação jornalística. A atualização do conteúdo com certeza é um fator relevante para tornarmos um texto significativo para os alunos, que estão sempre questionando e buscando relacionar o
conteúdo do aprendizado com o seu cotidiano. Além disso essa sintonia com o estado da arte científica está de acordo com o previsto nos PCNs para o Ensino Médio e vai ao encontro das características do letramento científico, quando se trata de seus aspectos culturais (ASSIS e TEIXEIRA, 2003).
Há, nos materiais de divulgação científica, o potencial para a discussão de conteúdos atualizados, que poderiam ser inseridos nas aulas de física. Essa inserção, entretanto, leva a mudanças nas concepções de ensino. Passam a ser questionados os papéis da escola e dos próprios educadores. Segundo Chaves et al. (2001), os professores devem ser tornar mediadores “no processo de embate entre os conhecimentos que o aluno já construiu a partir de sua vivência no mundo e os conhecimentos científicos que a escola/sociedade considera necessários para uma melhor compreensão da realidade vivida, bem como para uma atuação positiva nessa sociedade” (Chaves et al., 2001). Ou seja, novamente ao encontro das perspectivas apontadas pelos PCNs, o ensino deve ser modernizado, e o professor não pode ser visto como apenas uma fonte de conhecimento. Essa visão também encontra paralelo nas discussões freirianas mais modernas em relação ao ensino, que visa superar a educação bancária e tradicional. Já sobre o espaço escolar, ele será formalmente distanciado da concepção de educação formal e deve ser reinterpretado com a adoção dessas novas práticas (CHAVES et al., 2001).
Existem práticas não escolares de divulgação científica. Ao longo da história da ciência podem ser encontrados diversos exemplos e modelos dessas iniciativas. No estudo histórico da divulgação científica e no exercício de resgate de algumas práticas antigas, é preciso ressaltar, porém, que cada método de atuação está condicionado ao contexto histórico e social em que se desenvolve. Além disso, ele sempre será orientado pelos objetivos finais para o qual foi executado (MASSARANI, 2003).
A partir da década de 1980 houve, no mundo, uma intensificação nas publicações científicas direcionadas para o público leigo, principalmente no setor editorial. Essas publicações diferem do setor acadêmico, pois possuem teor e linguagem diferentes, que buscam dialogar com leitores muitas vezes estranhos ao conteúdo veiculado. A criação de programas de TV, também nessa época, também se voltou para os temas científicos, movida pela popularização dos televisores domésticos (MASSARANI, 2003).
No Brasil, em particular, nota-se também a expansão da rede nacional de centros e museus de ciência. Essa expansão acompanha uma nova tendência internacional que faz uma crítica quanto à distribuição de riquezas, recursos e bens nesses espaços. Historicamente os espaços de ciência se localizam no eixo sul-sudeste do país, principalmente nos estados de São
Paulo, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul. Dentro das metrópoles, como na cidade do Rio de Janeiro, nota-se ainda uma disposição desses locais tipicamente em bairros das regiões nobres, habitados ou frequentados pelas classes de maior renda e marcados pela exclusão social (MASSARANI, 2003).
3.1 Espaços de Educação não formal
A carta magna brasileira assegura o direito à educação. O Estatuto da Criança e do Adolescente também endossa esse direito. O governo tem o papel de criar e regular as atividades educativas em um espaço próprio, mas esse direito extrapola o sistema escolar ao garantir que todas as pessoas têm o direito de receber educação durante toda a vida.
Surge, com isso, a diferenciação entre espaços formais, informais e não-formais de educação, não cabendo, porém, uma discussão sobre qual desses é o melhor para a construção de conhecimentos. Na verdade, acredita-se que eles devem ser entendidos como propostas complementares de promover a educação, na medida em que cada qual tem especificidades e limitações características (OLIVEIRA, 2011).
A educação formal é aquela que é exercida no espaço escolar. Ela possui, por natureza, conteúdos pré-definidos e demanda uma organização legislativa e hierárquica sistematizada, empregando pessoal especializado em espaços e tempos determinados. Ela promove capacitação e confere titulação ao aluno (GOHN, 2011). A educação formal brasileira é constituída pelo Ensino Básico e Superior, segundo os termos da Lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB 9394/96). A legislação de educação formal é a importante como instrumento de homogeneização do sistema escolar que garante a formação do raciocínio crítico do cidadão de forma universal a nível nacional e regional. Por isso, é importante que a educação formal tenha objetivos claros e específicos (GADOTTI, 2005).
Enquanto isso, a educação informal é o processo realizado de forma não-organizada, que acontece como consequência da socialização do indivíduo e das ferramentas que a socialização faz uso (a linguagem e o desenvolvimento de atitudes e comportamentos). Todos os personagens do cotidiano do aluno atuam como agente da educação informal - familiares, amigos e colegas – e até mesmo os meios comunicação em massa, são responsáveis por situações de interlocuções, que ocorrem por compatibilidade (GOHN, 2011).
Já a educação não formal é o processo educativo também organizado, mas que acontece fora do sistema formal. No ensino não formal o conhecimento tem um caráter espontâneo, como o da educação informal. Ele é compartilhado coletivamente e parte tanto das vivências de cada
indivíduo quanto do saber científico sistematizado. Uma grande característica da educação não formal é, justamente, a intencionalidade de promover processos interativos, que levem a trocar saberes e compartilhamento de experiências, objetivos e interesses em comum para a aprendizagem (GOHN, 2011).
Como causa e consequência dessa intencionalidade de promover a interação, o espaço não-formal é menos hierárquico e burocrático que o espaço formal. Ele não faz uso de um sistema de progressão, por exemplo, onde o aluno é avaliado quanto à sua aprendizagem. Mas ao mesmo tempo ele possui objetos de aprendizagem definidos, diferenciando assim da educação informal. O conceito de educação formal é muito amplo. Historicamente é possível vê-lo associado à percepção de cultura de um povo. Formas mais contemporâneas de promover a educação não formal, por outro lado, podem, por exemplo, abordar temas comuns à educação formal, desconstruindo, porém, o espaço e a metodologias formal (GADOTTI, 2005). O ensino não-formal acompanha, em parte, o interesse do aluno e tende a ser desenvolvido em um espaço agradável (CHAGAS, 1993).
As definições de espaços formais, informais e não formais ajudam a identificar características metodológicas de cada uma das maneiras de desenvolver o processo educativo. Entretanto, observando-se na prática, é difícil caracterizar as ações desenvolvidas pelos educadores em metodologias estritamente formais ou estritamente não-formais. Pelo contrário, encontram-se características dos três modelos educacionais teóricos em todas as práticas, combinando suas diferentes qualidades de forma a garantir a formação do aluno. Compreender isso significa compreender que essas práticas não são excludentes entre si, mas complementares. Talvez até mesmo por conta disso seja difundida no Brasil a ideia de que a educação não-formal é um braço da educação formal, limitado pelo desenvolvimento de atividades curriculares em espaços não-escolares. Assim, são incluídas nessa definição a visita técnica, as práticas ambientais e as visitas orientadas. Porém, todas essas atividades são exemplos, na verdade, de prática que mesclam aspectos formais e não-formais – e até mesmo informais – de divulgação do conhecimento e construção da aprendizagem (MARANDINO et al., 2004).
É possível traçar um eixo entre ensino formal e não formal no qual essas práticas podem ser inseridas. Isso ajuda na identificação e classificação dessas atividades, mesmo assim elas podem ora estarem mais permeadas por características do ensino formal, ora permeadas por características do ensino não formal (Arantes, 2008, apud Oliveira, 2011). Ao traçar tal eixo, o mais interessante é que se nota que a classificação de ensino entre as três modalidades não pode
ser pautada unicamente pelo local onde se desenvolve a prática educativa, apesar de seu papel claramente relevante. Classicamente, assume-se que a educação formal esteja limitada ao espaço formal de ensino, i. e., a escola, e a educação não formal ao espaço não formal, i. e., qualquer ambiente exterior a escola, mas ao contrário do que se espera, a educação formal pode ser promovida em espaços não-formais e vice-versa. Torna-se importante também, dentro de toda essa análise, esse desligamento dos conceitos de educação e espaço (OLIVEIRA, 2011).
Analisar os espaços não formais de ensino, porém, leva ainda a uma nova categoria de classificação: espaços institucionais e não-institucionais. Os espaços institucionais são entendidos como aqueles desenvolvidos dentro de uma instituição onde haja qualquer gênero de regulamentação bem como uma equipe organizacional qualificada para orientar as práticas educativas para serem desenvolvidas. Exemplos de espaços não formais institucionais incluem parques, museus, zoológicos, jardins botânicos, aquários, planetários, entre outros. Os espaços não-institucionais serão aqueles que constituem os ambientes urbanos ou rurais ou naturais onde não existe uma estrutura organizacional capaz de desenvolver uma prática educativa planejada. Parques, ruas, praças, cavernas, campos, entre outros, são exemplos de espaços não-formais não-institucionais (JACOBUCCI, 2008).
3.1.1 Museus de ciência
Museus de história, artes e ciências são espaços institucionais de educação não formal que tem princípios e objetivos semelhantes. Suas bases pedagógicas usualmente assemelham-se àqueles que regem o ensino escolar tradicional, ressaltando a continuidade e ausência de uma fronteira limitante entre o ensino formal e não formal.
Para romper com o conceito estigmatizado de museu, entendido pelas massas como um ambiente estático onde a exposição conta histórias do passado e nada dizem do presente, é necessário analisar os princípios do seu surgimento.
Gaspar (1993) afirma que a palavra museu é originária do grego mouseion, antiga denominação do templo das nove musas, que segundo a antiga mitologia, retratavam as antigas artes. Os antigos museus então caracterizavam-se por lugares de inspiração, onde a mente seria relaxada e desconectada do cotidiano. Esses espaços eram dedicados à guarda de coleções, bem como ao abrigo de espécies zoológicas e botânicas e como centro de pesquisa e estudo.
O termo museu é resgatado séculos depois, na idade média, onde também volta a designar um espaço responsável a abrigar coleções de objetos, no início como forma de
proteção e ostentação de riquezas e poder e mais tarde, após o renascimento, voltando-se à cultura e ao lazer. Nessa época surgem também as galerias de exposições, gerando uma maneira mais eficiente para a admiração das peças.
Os museus de ciências e tecnologias surgem nos tempos modernos, após a revolução industrial, e nascem da necessidade de capacitar artesãos e de criar uma cultura tecnológica nas massas (GASPAR, 1993; CHAGAS, 1993). Com o tempo, os museus perderam um pouco o viés educativo e foram tornando-se locais de exibição de objetos exóticos e maravilhosos. Esses museus, já com características pré-científicas, deram origem aos museus de história natural. Em outra corrente, com o objetivo de divulgar os resultados do avanço científico à sociedade, surgem museus orientados principalmente pela divulgação científica, como o Museu de Boston, que vendeu seu acervo histórico e passou a dedicar-se inteiramente às atividades interativas que promovessem a cultura científica. Com o tempo, essa forma de prática passou a caracterizar os chamados centros de ciências, que deixassem de lado alguns aspectos museológicos tradicionais.
Apesar dessa ruptura conceitual, Silva (1999) destaca que muitos museus/centros de ciências trabalham tanto com a exposição de acervo quanto com exibições interativas. Gil (1988) afirma que museus e centros de ciência compartilham o mesmo objetivo, a promoção de educação científica e técnica, mas diferem na metodologia, onde o primeiro prioriza a exibição e abordagem histórico-cultural, enquanto o segundo tem uma abordagem mais dialética.
No Brasil, o surgimento dos museus se deu com a chegada da família real ao país e com a necessidade de preservação de exemplares minerais e biológicos típicos do nosso país, como forma de preservar as riquezas e diversidade aqui presentes.
Segundo Lopes (2009), foi com a criação do Museu Nacional em 1818 que se dá início a institucionalização das ciências no Brasil. Não que tenha sido o primeiro museu do Brasil, esse título pertence a Casa dos Pássaros inaugurada nas últimas décadas do século XVIII.
O Museu Nacional que a princípio tinha um caráter enciclopédico passa por mudanças na sua conjuntura, como afirma Lopes (2009, p. 324) logo abaixo:
Trata-se de um primeiro momento de tentativa de ruptura com os modelos de museus-gabinetes característicos do século XVIII. Essa tentativa de ruptura baseou-se nas concepções científicas da época [...] o caminho das especializações, para diversos ramos das Ciências Naturais que se vinham forjando, também nos próprios museus [...] Assim, no todo dessa primeira fase, o que se prolongou no Brasil até meados do século passado foi exatamente o modelo de museus portugueses e europeus de então: - “ as escolas demonstrativas da natureza”.
Ainda segundo Lopes (2009), foi a partir de 1860 que se observou mudanças importantes no que se refere ao modelo dos museus, assinalada pelo desenvolvimento de museus locais especializados das províncias.
Bhering e Maio (2011) afirmam que a as atividades antropológicas começam a ser desenvolvidas nos anos de 1870, desencadeando um processo de mudanças e ampliação das atividades científicas.
Em 1876, o Museu Nacional é reformado sob a luz dos museus e centros de ciência mais modernos daquele tempo, passando a realizar também cursos e conferências (GASPAR, 1993). Também foram criados, durante esse século, os Museu Paulista, em 1894 (que passou depois a pertencer à Universidade de São Paulo) e Museu Paranaense, em 1866. A partir da década de 1920, entretanto, todos esses três espaços passaram a enfrentar crises por conta do corte de verbas. Durante o período de 1920 a 1980, apenas destaca-se a criação do Museu do Instituto Butantã, em 1957, como um museu de ciência (JACOBUCCI, 2008).
Souza (2008) observa, porém, que nesse mesmo período há um movimento em busca da criação de centros de ciência. Surgem, a partir da década de 1950, os primeiros centros de ciência voltados para a promoção da prática didática, com o objetivo de auxiliar o ensino de conteúdo dos 1º e 2º graus da época. Em 1955 é fundado o Instituto Brasileiro de Educação, Ciência e Cultural, ligado à Organização das Nações Unidas para Educação, Ciência e Cultura, revelando uma adoção, pelo nosso país, do modelo de ensino emergente nos Estados Unidos. Em 1965 foram criados seis centros de ciência: o Centro de Ensino de Ciências da Bahia, em Salvador; o Centro de Ciências do Rio Grande do Sul, em Porto Alegre; o Centro de Ciências do Estado do Rio de Janeiro, na capital do estado; o Centro de Ciências de São Paulo, na cidade de São Paulo; o Centro de Ensino de Ciências e Matemática em Belo Horizonte e o Centro de Ensino de Ciências do Nordeste, em Recife.
Foi a partir do final da década de 70 que surgiu um maior número de centros de ciência. Com destaque os Museu de Ciência e Tecnologia da Bahia, 1979; Centro de Divulgação Científica e Cultural da cidade de São Carlos, 1980; Espaço da Ciência Viva, no Rio de Janeiro, em 1982; Museu de Astronomia e Ciências Afins, em 1985; Estação Ciência em São Paulo, 1987; Casa da Ciência – Centro Cultural de Ciência e Tecnologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro, 1995; Museu da Vida da Fundação Oswaldo Cruz, 1999 (SOUZA, 2008).
Uma lista completa de museus e centros de ciência em atividade no Brasil pode ser obtida consultando-se o Guia de Museus e Centros de Ciência do Brasil (ABMCC, 2015), editado e publicado pela Associação Brasileira de Museus e Centros de Ciência - ABMCC. É
interessante observar como a maior parte das instituições encontram-se em grandes capitais ou centros regionais. Na última edição do guia, de 2015, são listados 45 centros e museus de ciência no estado do Rio de Janeiro, incluindo planetários, jardins zoológicos, aquários e jardins botânicos. Dentre esses, vinte e oito estão lotados na capital do estado e dez em cidades satélites. Apenas sete centros e museus de ciências são listados no interior do estado, nas cidades de Araruama, Macaé, Três Rios, Rio das Ostras, Arraial do Cabo e, com destaque, Barra Mansa, onde localiza-se o Museu Interativo de Ciências do Sul Fluminense – MICInense.
3.2 Alfabetização Científica
Há algum tempo que a alfabetização científica (AC) tem sido empregada em diversas pesquisas no campo da educação em ciências. De acordo com Lorenzetti e Vaine (2017), essa produção acontece no âmbito de favorecer o acesso do público ao conhecimento científico que vem sendo produzido nos grandes centros de pesquisas. No entanto, a sociedade atual está marcada por transformações científico-tecnológicas que implicam diretamente em mudanças na vida social resultando em questões econômicas, sociais, políticas e culturais que influenciam diretamente as escolas em especial no ensino de ciências, que não consegue dar conta desses avanços científicos em seus currículos. E, ainda, de acordo com os autores, existe uma distância entre os resultados da produção científica e o que é ensinado na escola. Porém, o Ensino de Ciências tem procurado atender a demanda de promover uma cultura científica capaz de tornar o estudante um sujeito preparado para entender e refletir sobre as questões científico-tecnológicas e suas influências na sociedade. Para tanto, o Ensino de Ciências se apropria de outros espaços não-escolares que vêm sendo reconhecidos pelo seu papel fundamental de promover uma interface entre a ciência e a sociedade. Neste contexto, consideramos os museus de ciências como espaços que favorecem uma aproximação da ciência com o público. Através de suas exposições, objetos e ações educativas, possibilitam uma interação com o conhecimento científico transformando-se em uma significativa ferramenta de alfabetização científica. De acordo com Valente (2005, p. 56), o museu tem o compromisso de:
Ajudar na construção de uma sociedade capaz de fazer face ao presente e ao futuro, ampliando a confiança no conhecimento e na compreensão do ambiente em que se vive, considerando a história e a cultura de diferentes lugares e indivíduos, tomando, assim, a diversidade no seu interior e transformando a diferença em vivência positiva.
Atualmente, cada vez mais se defende a relevância de promover uma formação cidadã centrada na reflexão e na crítica buscando uma maior participação da sociedade nas questões relacionadas à Ciência e suas aplicações (BYBEE, 1995; ROBERTS, 2007; KRASILCHIK; MARANDINO, 2007; SANTOS, 2007; CACHAPUZ et al., 2011). Nesta perspectiva, os museus de ciências têm ampliado seu papel social no sentido de que através de suas diversas atividades podem oferecer elementos do cotidiano relacionados às questões científicas, possibilitando o acesso aos conhecimentos científicos contemporâneos. Assim, podemos considerar os museus de ciências como ambientes significativos para a promoção da Alfabetização Científica.
Levando em consideração a importância das contribuições da AC e dos espaços não formais de educação para o ensino de ciência e para a formação do cidadão crítico-reflexivo, tomamos como base as contribuições dos estudos realizados pelo GEENF1 em especial os trabalhos de Marandino e Contier (2015, p. 5) que definem AC:
A alfabetização científica é um processo que ocorre ao longo da vida que pressupõe o conhecimento dos conceitos científicos básicos, noções sobre sua epistemologia, a conscientização sobre as complexas relações entre ciência, tecnologia e sociedade e almeja um posicionamento dos cidadãos. Parte significativa deste processo acontece durante anos de educação formal, mas diversas outras situações e instituições contribuem no seu desenvolvimento, como é o caso dos museus de temáticas científicas.
O principal objetivo é fazer com que a exposição do museu possa contribuir para o processo de Alfabetização Científica. Para tanto foi observado todos os atributos necessários para a construção da Exposição “O que vem depois do arco-íris?” que faz parte do contexto do MICInense2.
3.2.1 Indicadores de Alfabetização Científica
A análise realizada à luz dos indicadores de Alfabetização Científica na perspectiva de entender a contribuição do processo de AC, utiliza a ferramenta teórico-metodológica desenvolvida por Rocha (2018) “Indicadores de Alfabetização Científica - modelo de estudo de alfabetização científica na educação em museus e na divulgação científica”. Nesta ferramenta a autora define indicadores como uma forma de identificar elementos promotores de AC em
1 Grupo de Estudo e Pesquisa em Educação Não Formal e Divulgação em Ciências da Faculdade de Educação da
USP.
uma exposição itinerante. Cada indicador tem suas especificidades, as quais foram chamadas de atributos, esses foram escalonados de acordo com a presença ou ausência dos atributos. Tal ferramenta foi embasada no referencial teórico de AC e em outras ferramentas utilizadas em diferentes estudos desenvolvidos pelo GEENF.
Figura 1 – Escala do Indicadores de Alfabetização Científica
A análise da Exposição foi dividida por indicadores e os instrumentos utilizados foram: a observação, registros fotográficos, anotações e tabelas 1 e 2.
Tabela 1- Instrumento para avaliação da Exposição
Indicadores Atributos Classificação
P- presença A- ausência
Escala de AC
CIENTÍFICO 1a. Conhecimentos e conceitos científicos, pesquisas científicas e seus resultados
P 4
1b. Processo de produção de conhecimento científico
P 5
1c. Papel do pesquisador no processo de produção do conhecimento
P 4
INTERFACE SOCIAL
2a. Impactos da ciência na sociedade P 3 2b. Influência da economia e política na
ciência.
P 2
2c. Influência e participação da sociedade na ciência.
P 3
INSTITUCIONAL
3a. Instituições envolvidas na produção e divulgação da ciência, seus papéis e missões
P 2
3b. Instituições financiadoras, seus papéis e missões.
P 2
3c. E 3c. Elementos políticos, históricos, culturais, sociais ligados a instituição. Cult
A -
INTERAÇÃO
4a. Interação física P 5
4b. Interação estético-afetiva P 5
4c. Interação cognitiva P 5
Fonte: Rocha, 2018.
0 Não apresenta nenhuma das características dos atributos
1 Apresenta uma das características do atributo de forma superficial 2 Apresenta mais de uma característica do atributo de forma superficial 3 Apresenta e aprofunda uma característica do atributo
4 Apresenta e aprofunda mais de uma característica do atributo
