Pró-Reitoria de Graduação Curso de Física Trabalho de Conclusão de Curso COMPREENSÕES DE LICENCIANDOS EM FÍSICA SOBRE O CONHECIMENTO CIENTÍFICO Autor: Rodrigo Nunes Cavalcante Orientador: Profa. Roseline Beatriz Strieder Brasília - DF 2011
RODRIGO NUNES CAVALCANTE COMPREENSÕES DE LICENCIANDOS EM FÍSICA SOBRE O CONHECIMENTO CIENTÍFICO Artigo apresentado ao Curso de Graduação em Física da Universidade Católica de Brasília como requisito parcial para obtenção do Título de Licenciado em Física. Orientadora: Profª Roseline Beatriz Strieder. BRASÍLIA 2011
Dedico este trabalho a toda minha família e amigos, em especial à minha mãe Irene Marluce Neta Cavalcante e ao meu pai Davino Alves Cavalcante que sempre me deram força e incentivo nessa trajetória principalmente, nos momentos difíceis. Ao meu irmão, Rafael Nunes Cavalcante, pelo apoio e compreensão. Dedico também à minha professora e orientadora Roseline Beatriz Strieder que me deu força e apoio para que pudesse realizar a conclusão desse trabalho.
AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus, por ter me dado está oportunidade de estar na Universidade, de estar alcançando mais essa vitória e por me iluminar todos os dias. Agradeço, também, aos meus pais, que sempre me incentivaram e deram apoio em todos os momentos da minha vida e, principalmente, nos mais difíceis, dando força para sempre continuar focado nos meus objetivos, com palavras de amor e carinho. Por fim quero agradecer a todos os professores da Universidade que de forma direta e indireta estiveram presentes ao longo desses anos, repassando os seus conhecimentos e experiência, sempre me motivando na busca de alcançar o meu melhor. E também a todos os amigos e colegas que estiveram presentes nessa jornada, tanto nos momentos de dificuldade quanto de alegria, proporcionando momentos inesquecíveis.
COMPREENSÕES DE LICENCIANDOS EM FÍSICA SOBRE O CONHECIMENTO CIENTÍFICO Aluno: Rodrigo Nunes Cavalcante Orientadora: Profª Roseline Beatriz Strieder Resumo: Neste artigo investigamos compreensões de licenciandos em Física sobre a construção do conhecimento científico. Para isso foi elaborado um questionário com quatro perguntas e aplicado para 29 alunos do curso de Licenciatura em Física da Universidade Católica de Brasília, matriculados nos primeiros e últimos semestres do curso. Com isso busca-se analisar os aspectos positivos e negativos que surgem durante a construção do conhecimento científico nessa área. Palavras-chave: Conhecimento científico; Física; Compreensões. Introdução Com o objetivo de descobrir o que fazem os cientistas, como conseguem convencer os outros de suas verdades, de onde eles tiram suas idéias e conclusões, ou que métodos utilizam e, para afirmar se a ciência tem ou não um efeito específico próprio ou é gerada pelas condições econômicas e sociais de um período é que surge a idéia de construção do conhecimento científico. Os termos Construção e Conhecimento são dois termos que demonstram continuidade, e os mesmos, juntos à ciência, vem reforçar a idéia de uma continua construção do conhecimento científico, pesquisado ao longo dos anos por vários estudiosos das áreas de ciência e filosofia, dentre outras, auxiliando os novos cientistas que surgirem. É possível dizer que a construção do conhecimento científico não é algo taxativo e rotulado, como já relatava em décadas passadas o mesmo entendimento, conforme transcrição do texto a seguir: Estamos conscientes da dificuldade de falar em uma imagem correta da construção do conhecimento científico, que parece sugerir a existência de um método científico universal, de um modelo único de mudança científica (ESTANY, apud PÉREZ et al, 2001). O que demonstra que há certa dificuldade em se dizer qual a maneira correta para construir o conhecimento científico e dessa forma, para formar um cientista.
Para tanto, analisando a obra de Chalmers, (1983), em O que é ciência afinal? cabe citar algumas visões de como vem sendo explicada a construção do conhecimento científico, de tempos remotos até os dias de hoje. São elas: Visão tradicional: essa é uma visão defendida no século XVII que fala do método empírico indutivista. Tal visão afirma que a ciência utiliza, unicamente, o método experimental para compreender os fenômenos que ocorrem no universo, através da observação e medida das grandezas envolvidas, relacionando-as com o objetivo de descobrir como os fenômenos acontecem. Visão falseacionista: essa visão foi proposta por Popper em 1935 e diz que as propostas científicas podem ser falseadas por fatos experimentais. Ou seja, as idéias científicas não podem ser provadas por experimentos como sendo verdadeiras, mas é possível provar que elas não são verdadeiras. Isso fez a ciência evoluir através de discussões, pois cada vez que uma que uma idéia era tida como falsa surgia uma nova teoria, ou uma antiga era adaptada. Visão contextualizada: proposta por Kuhn em 1962 apresenta a preocupação dos cientistas em comprovar as teorias existentes. Nessa visão busca-se encontrar os resultados de acordo com as teorias adotadas pela comunidade científica a qual o cientista pertença. Geralmente a comunidade científica é conservadora, e somente em casos especiais, substitui ou abandona uma teoria já aceita a longo tempo. Aquilo que não se adequa às teorias existentes logo é ignorado pelos cientistas e só é considerada ciência o que os cientistas aceitarem por consenso. Visão anarquista: proposta por Feyrabend em 1974, nessa visão o cientista não precisa seguir nenhum padrão para buscar o conhecimento científico, não existem métodos, pois existem várias maneiras de pesquisar e encontrar um resultado, deixando o cientista livre para adaptar qualquer método a sua pesquisa. De acordo com tal visão, essas violações são necessárias ao progresso da construção do conhecimento científico. Visão dialética: proposta por Bachelard em 1934, demonstra que para haver uma experimentação deve existir uma contextualização teórica anterior. Ou seja, faz uma união daquilo que é racional com o que é real, primeiro estuda, analisa e depois comprova. Contudo, todas essas visões são capazes de demonstrar o grau de dificuldade de se dizer qual a forma correta para construir o conhecimento científico. Além dessas, mais preocupadas com questões internas da construção do
conhecimento, é importante ressaltar a visão sociológica da ciência, que entende que o desenvolvimento científico é influenciado por problemas econômicos, técnicos, sociais ou políticos de cada época. Sendo assim, suas análises relacionam-se a como esses fatores externos à comunidade científica, influenciam na construção do conhecimento. Hoje é possível perceber o papel da ciência verificando quais pesquisas acadêmicas as agências financiadoras estão investindo mais recursos, ou seja, o meio social, e a política ainda estão muito ligados a ciência, influenciando de maneira positiva ou negativa, como é o caso nítido do avanço tecnológico, que gera muito dinheiro para as empresas que investem, mas que podem causar algum mal ao meio ambiente, por exemplo. Deste modo, conclui-se, que a construção do conhecimento científico na física é algo que continuará sendo discutido ao longo do tempo, pois não existe um padrão a ser seguido e as pessoas não irão construir a ciência da mesma forma. Mas pode haver uma concordância de pensamentos particulares e vinculados a comunidade científica. Cabe, porém, ressaltar que a Física é uma ciência que está bastante ligada à sociedade tanto na interdisciplinaridade com outras ciências como a Química e a Biologia auxiliando na conscientização do meio ambiente e nos avanços tecnológicos, quanto na educação, formando cidadãos críticos e capazes de compreender os fenômenos físicos em que estão incluídos, dentre outras diversas funções em que um cientista físico pode atuar junto à sociedade. Também é importante destacar o papel da matemática na construção científica, pois é com o auxílio dela que muitas teorias são corroboradas, seja através dos cálculos ou por meio das grandezas físicas que são medidas com instrumentos, ajudando nas observações e experimentos físicos. A observação, no entanto, exerce um papel muito especial para a construção do conhecimento científico, e a mesma ainda é bastante discutida no meio cientifico tentando descobrir se ela é o ponto inicial para a construção do conhecimento, como afirmam os indutivistas ou apenas mais uma ferramenta capaz de auxiliar a ciência. Os autores (Pérez, Montoro, Alís, Cachapuz e Praia; 2001) em seu trabalho Para uma imagem não deformada do trabalho científico dizem também que: Conseguir uma melhor compreensão do trabalho científico tem, em si mesmo, um indubitável interesse, em particular para os que são responsáveis, em boa medida
pela educação científica de futuros cidadãos de um mundo marcado pela ciência e pela tecnologia. Por isso é importante saber o que os futuros professores ou cientistas pensam a respeito da construção científica. Diante do fato de saber que a construção do conhecimento científico é algo continuo e complexo, esse estudo tem como objetivo verificar quais as compreensões de estudantes de Física sobre a construção do conhecimento científico na Física. MATERIAIS E MÉTODOS Amostra: A amostra foi composta por 29 universitários, sendo 83% do sexo masculino e 17% do sexo feminino, estudantes de diferentes semestres do curso de Licenciatura em Física da Universidade Católica de Brasília. Instrumento: Foi entregue aos participantes um questionário, constante no anexo I com quatro perguntas: 1. EM QUE CONSISTE O TRABALHO DE UMA PESSOA GRADUADA EM FÍSICA? 2. A FÍSICA É IMPORTANTE PARA A SOCIEDADE? POR QUÊ? 3. PARA QUE SERVEM AS EXPRESSÕES MATEMÁTICAS USADAS EM FÍSICA? 4. QUAL O PAPEL DA OBSERVAÇÃO NA CONSTRUÇÃO DO CONHECIMENTO FÍSICO? A primeira pergunta foi feita aos estudantes a fim de saber, quais as áreas em que um graduado em Física pode atuar, para verificar até que ponto eles conhecem a área que estudam. A segunda pergunta foi elaborada para verificar como a Física está ligada a sociedade e se ela pode contribuir ou não para a sociedade. A terceira pergunta foi elaborada com o objetivo de verificar dos alunos do curso de Física, qual a visão a respeito da Matemática e como ela contribui para a construção do conhecimento científico na Física. Essa pergunta foi elaborada para verificar como a observação contribui na construção do conhecimento científico na Física, visto que a mesma exerce um
papel muito importante para a ciência, sem esperar que os alunos respondam de forma empirista ou indutivista. Procedimentos: O instrumento foi aplicado durante duas semanas, nas turmas de: Astronomia e Física Térmica, matérias do 1º semestre e de; Estagio I e Estagio II, matérias do 7º semestre do curso de Licenciatura em Física da Universidade Católica de Brasília. Para análise das respostas dos alunos, os questionários foram enumerados um a um e foi elaborada uma tabela na qual cada coluna corresponde a uma questão e cada linha representa a resposta de um aluno. Essa tabela encontra-se em anexo. Depois de elaborada a tabela, buscou-se destacar nas respostas dos alunos palavras e/ou compreensões semelhantes, para com isso, encontrar categorias de análise. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados serão apresentados seguindo a ordem das quatro questões. Questão1: Em que consiste o trabalho de uma pessoa graduada em Física? A maioria dos alunos observou que um físico pode atuar de maneira interdisciplinar com outras áreas como Química e Biologia como citam os alunos 1 e 9 por exemplo. Aluno 1: O físico tem várias áreas de atuação, ele pode atuar na área da saúde, em bancos, em conjunto com a química ou a biologia (fármacos, radiologia) e também na área da educação. Aluno 9: Pode ser baseado em diversas áreas, tanto na economia, química, biologia, medicina e atuar como professor. Também alguns alunos colocaram que um físico pode trabalhar, na área de Educação, seja através de pesquisas visando a sociedade e a tecnologia como destacam os alunos 13 e 24, ou seja, na área de docência, para esclarecer as
dúvidas dos alunos, tornando-os cidadãos críticos e capazes de compreender os fenômenos que os cercam como dizem os alunos 4, 5 e 14. Aluno 13: Licenciatura: reproduzir os conhecimentos adquiridos de forma a estimular o interesse dos alunos pela área. Bacharelado: desenvolver pesquisas que poderão melhorar a sociedade em áreas como (medicina, engenharia, geologia). Aluno 24: Ministrar aulas, desenvolver novos modelos experimentais para a ciência, analisar fenômenos naturais, pesquisar, viabilizar novas tecnologias etc. Aluno 4: Consiste em ajudar a compreensão de fenômenos físicos. E buscar uma maior compreensão do mundo que nos cerca. Aluno 5: Consiste em fazer pesquisas para facilitar a vida das pessoas e descobrir vários mistérios do universo. Aluno 14: Quanto professor auxiliar para uma mudança na percepção dos fenômenos, o estudante precisa aprender a ver tais fenômenos de forma crítica e participativa. Quanto pesquisador, auxiliar nos processos científicos para que haja benefícios em todas as áreas com as quais a física faz interface. É importante citar que mesmo os alunos percebendo o grande número de áreas onde um físico pode atuar, ainda esquecem ou desconhecem algumas áreas como a Física forense, por exemplo, que auxilia na resolução de crimes por meio da perícia criminal. Isso pode ocorrer pela falta de divulgação cientifica ou pelos simples desinteresse dos alunos pela área. E não há uma diferença significativa entre as respostas dos alunos do primeiro semestre relacionando com os alunos do último semestre. Questão 2: A Física é importante para a sociedade? Por quê? Todos os alunos responderam que a Física é importante para a sociedade sim, pois ela contribui na compreensão dos fenômenos da natureza, na
compreensão da realidade e no avanço do desenvolvimento tecnológico como citam os alunos 1,2,5,10,13, 24,27 e 28. Aluno 2: Sim, a física esta presente em nosso dia a dia e deveria ser mais demonstrada a todos de uma forma clara e objetiva. Aluno 10: Sim, é através dela que se explicam fenômenos e também é base para desenvolver equipamentos. Aluno 13: Sim. Pois as aplicações tecnológicas que tem como base os conhecimentos físicos facilitam e ajudam as pessoas no dia a dia. Aluno 27: É indispensável. Contribuição para o desenvolvimento tecnológico e pode simplesmente instruir a sociedade sobre o mundo físico que lhes rodeia. E formação de cidadãos críticos. Aluno 28: Sim porque tudo que se conhece sobre tecnologia são baseados nos conceitos da física. Os alunos 20 e 21 citam questões importantes em que a Física pode contribuir, como a compreensão de questões políticas e econômicas, fontes alternativas de energia e conscientização. Aluno 20: Consiste na formação de temas relacionados a divulgação científica, inovações tecnológicas e capacitação para uma macro compreensão de questões políticas e econômicas como fontes alternativas de energia, entre outros. Aluno 21: Sim, saber como o nosso sistema funciona fisicamente acaba trazendo uma conscientização mais correta com relação a vida. Por meio dessa questão pôde-se perceber que os alunos estão realmente atentos as implicações da ciência física para a sociedade, mas é necessário que eles vejam os malefícios que já foram causados ao longo do tempo por essa ciência, como por exemplo, a bomba atômica, fato esse que não foi citado por nenhum dos entrevistados, o que causa preocupação, pois é necessário que todos tenham conhecimento dos benefícios e malefícios causados pela ciência. Com essa pergunta não foi possível perceber diferenças significativas entre os alunos do início e do final da graduação.
Questão 3: Para que servem as expressões matemáticas usadas em Física? Grande parte dos alunos vê a Matemática como uma ferramenta que auxilia a Física a explicar os fenômenos da natureza, algo que prova experimentos por meio do cálculo, como dizem os alunos 7 e 8. Aluno 7: Explicar os fenômenos da natureza. Aluno 8: Provar experimentos através do cálculo, não só através da observação. Outros dizem que serve para ajudar a estruturar o pensamento científico como diz o aluno 17; provar ou dar base a algumas teorias como afirmam os alunos 18 e 19. Aluno 17: Sevem para estruturar o pensamento cientifico. Aluno 18: A física em si analisa os fenômenos relacionados à natureza. A matemática surge para unificar essas ciências e provar algumas teorias. Aluno 19: Dar base para as teorias e possíveis previsões. Mas outros já percebem a Matemática como algo muito importante como ocorre com o aluno 26 que a compara à Literatura, e de acordo com essa compreensão, a Física não é nada sem a Matemática. Aluno 26: A matemática e suas expressões tem a mesma importância para a física, que as palavras tem para a literatura. São muitas as visões que os alunos têm para as expressões matemáticas usadas em física, e isso pode estar relacionado ao fato de a importância do conhecimento matemático na construção da física não ser tratado a fundo durante o curso de física, o que faz a maioria dos alunos tratarem apenas como um mero instrumento que auxilia a física. Contudo, com as respostas dos entrevistados não é verificada nenhuma diferença significativa entre os alunos dos primeiros e os dos últimos semestres.
Questão 4: Qual o papel da observação na construção do conhecimento físico? Com essa pergunta é possível perceber que a observação é vista de diversas formas para os alunos, seja para entender melhor os fenômenos observados, para facilitar a aprendizagem, ou como algo extremamente importante como cita o aluno 13. Aluno 13: Fundamental, pois é através dela que todo o conhecimento é desenvolvido. A observação segundo grande parte dos alunos do 1º semestre é tida como um método empírico indutivista em que os fenômenos físicos são observados antes e só depois estudados, esses alunos colocam a observação como ponto de partida, como o inicio do desenvolvimento do conhecimento científico, como pode ser visto nas respostas dos alunos 1,3,4,10 e 11 por exemplo. Aluno 1: A observação é o primeiro passo para se ter algum entendimento do fenômeno. É observando que se percebem os padrões que descrevem as leis que estudamos. Aluno 3: Através da observação que nós conseguimos iniciar o método científico que é fundamental para o conhecimento. Aluno 4: A observação é a base, se não fosse a observação não teria o que estudar, os fenômenos físicos são antes observados e depois estudados. Aluno 10: É o ponto de partida para o desenvolvimento do conhecimento. Aluno 11: É a partir da observação que conseguimos chegar a alguma conclusão. Já alguns alunos de semestres como 6 e 7 percebem a observação de maneira diferente, vêem que a observação faz parte do conhecimento físico ou de boa parte dele, como o aluno 14, que diz: Aluno 14: é essencial. Através deste que se construiu o conhecimento desde os primórdios, mas é importante enfatizar
que a física vai além da observação, ainda que está seja parte inerente à construção do conhecimento físico. Outros alunos dizem que é importante a observação para construir modelos, como afirmam os alunos 17, 19. Aluno 17: A observação é muito importante pois estimula a curiosidade e possibilita a elaboração de modelos. Aluno 19: Ela faz parte do processo de conhecimento no âmbito de investigar e entender os processos para materializar depois. Já o aluno 26 destaca como algo importante, mas que não é único, no auxilio da construção científica. Aluno 26: A observação é uma das muitas ferramentas utilizadas pelos físicos para a construção do conhecimento físico. Foi possível perceber, com essa pergunta, que os alunos dos últimos semestres possuem uma visão mais madura a respeito da observação na construção do conhecimento cientifico, isso se deve ao fato de os mesmo já terem estudado disciplinas como Evolução dos conceitos da Física que os levou a perceber que a observação é apenas uma das maneiras para se obter o conhecimento científico. CONCLUSÃO A análise do trabalho demonstra que a maioria dos alunos do curso de Física, principalmente, os alunos dos primeiros semestres, tem uma visão indutivista da construção científica, pois destacam a observação como sendo o método experimental, capaz de compreender os fenômenos que ocorrem no universo. Fazendo da observação, algo sem a qual a Física não evolui, considerando esse método como ponto principal e inicial para a construção do conhecimento e dando pouca importância para os outros métodos de construção que a ciência possui.
Mas é possível perceber que existe um grupo de alunos que possui uma visão mais externa, voltada para relações com contexto social, ainda que seja, de certa forma, ingênua, por não destacar os aspectos ou implicações negativas que a construção do conhecimento científico na Física possa trazer. Contudo, é importante analisar essas incoerências ou inconsistências que surgem ao longo do curso de graduação para dar inicio a métodos educacionais mais eficazes e que demonstrem os aspectos positivos e negativos da construção da ciência para que os futuros físicos auxiliem cada vez mais e de maneira construtiva na evolução e construção do conhecimento cientifico na física.
REFERÊNCIAS CHALMERS, A. F. O que é ciência afinal?, tradução Raul Fiker, 1ª Ed. São Paulo: Brasiliense, 1993. CUNHA, Ana Maria de Oliveira. A mudança epistemológica de professores num contexto de educação continuada. Ciência & Educação. V.7, n.2, p.235-248,2001. HARRES, João Batista Siqueira. Uma revisão de pesquisas nas concepções de professores sobre a natureza da ciência e suas implicações para o ensino. Investigações em Ensino de Ciências v4(3), PP. 197-211,1999. KOSMINSKY, Luis; GIORDAN, Marcelo. Visões sobre Ciências e sobre o Cientista entre Estudantes do Ensino Médio. Química Nova na Escola. v.15, p.11-18, 2002. PÉREZ, Daniel Gil; MONTORO, Isabel Fernández; ALÍS, Jaime Carrascosa; CACHAPUZ, António. Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação. V.7, n.2, p. 125-153, 2001.