Pensamento científico: A natureza da ciência no ensino fundamental

Apresentação

De que maneira uma pessoa configura sua identidade profissional? Que caminhos singulares e diferenciados, no enfrentamento das tarefas cotidianas, compõem os contornos que caracterizam o professor que cada um é?

Em sua performance solitária em sala de aula, cada educador pode reconhecer em sua voz e gestos ecos das condutas de tantos outros mestres cujo comportamento desejou imitar; ou silêncios de tantos outros cuja atuação procurou recalcar.

A identidade profissional resulta de um feixe de memórias de sentidos diversos, de encontros e de oportunidades ao longo da jornada. A identidade profissional é, portanto, o resultado do diálogo com o outro que nos constitui. É coletiva, não solitária.

A coleção Como Eu Ensino quer aproximar educadores que têm interesse por uma área de conhecimento e exercem um trabalho comum. Os autores são professores que compartilham suas reflexões e suas experiências com o ensino de um determinado tópico. Sabemos que acolher a experiência do outro é constituir um espelho para refletir sobre a nossa própria experiência e ressignificar o vivido. Esperamos que esses encontros promovidos por essa coleção renovem o delicado prazer de aprender junto, permitam romper o isolamento que nos fragiliza como profissionais, principalmente no mundo contemporâneo, em que a educação experimenta um tempo de aceleração em compasso com a sociedade tecnológica na busca desenfreada por produtividade.

A proposta desta série de livros especialmente escritos por professores para professores (embora sua leitura, estamos certos, interessará a outros aprendizes, bem como aos que são movidos incessantemente pela busca do conhecimento) é sintetizar o conhecimento mais avançado existente sobre determinado tema, oferecendo ao leitor-docente algumas ferramentas didáticas com as quais o tema abordado possa ser aprendido pelos alunos da maneira mais envolvente possível.

O pensamento científico na coleção Como Eu Ensino

Este volume apresenta um histórico do desenvolvimento da ciência centrado em uma ilustríssima trindade: Aristóteles, Galileu e Darwin. Nossa jornada histórica, plena de percalços, intrigas e debates acalorados, tem início na Antiguidade clássica, aqui representada pelo espírito inovador de Aristóteles, que rompeu com a visão platônica, fundando uma filosofia que influenciaria a ciência por mais de dezoito séculos. Por meio de exemplos práticos e compreensíveis, Bizzo nos surpreende ao mostrar como as explicações aristotélicas para os fenômenos físicos resistem impregnadas no senso comum até a atualidade.

A persistência das interpretações do filósofo grego nos ajuda a dimensionar a tarefa gigantesca levada a cabo pelos cientistas que, a partir do século XVI, começaram a demolir as concepções do filósofo grego, especialmente os de natureza celestial. Foi observando os astros com uma luneta que Galileu Galilei encontraria a brecha para questionar o conhecimento consagrado, criando ao mesmo tempo uma forma de gerar conhecimento a partir da observação rigorosa. Esse rigor Bizzo nos prova ao sobrepor a caderneta do cientista com anotações sobre as luas de Júpiter com as localizações precisas dos mesmos astros, reconstruídas por computador.

Dentro desse espírito iluminista, e fazendo uso de conhecimentos sobre geologia, zoologia e botânica existentes no século XIX, surge a terceira personagem dessa história das ciências: Charles Darwin, que se tornaria celebridade científica ao lançar sua obra seminal, A origem das espécies.

A evolução da ciência, cuja história formativa aqui se encontra centrada nessas três trajetórias, nunca cessa. Entendê-la como um processo histórico ajudará seus alunos a valorizar aqueles que lutaram contra preconceitos e postulados em nome da evolução do conhecimento. Por isso, o último capítulo traz reflexões sobre como o ensino de ciências é praticado nas escolas brasileiras – e sinaliza as escolhas capazes de levar crianças e jovens a lançarem um olhar mais atento ao que aprendem na escola.

Maria José Nóbrega e Ricardo Prado

Sumário

Introdução: o mundo dos mitos e do saber cotidiano

1. Desobedecendo aos mestres da filosofia:

o pensamento inovador de Aristóteles

2. Um sistema de ideias destemido:

Galileu Galilei e as novas ciências

3. Uma nova história natural:

Charles Darwin e as dinâmicas da natureza

4. A natureza da ciência e a escola:

metodologia de ensino

O autor / Agradecimentos

Introdução

O mundo dos mitos e do saber cotidiano

Uma das coisas mais difíceis que se pode perguntar a um cientista é o que é a ciência e como é possível distingui-la do que não é ciência. Um recurso muito rigoroso para procurar uma resposta, do ponto de vista metodológico, é buscar a evolução histórica do fazer científico. Isso nos remete à Grécia antiga e ao surgimento da filosofia, conhecida como a mãe da ciência moderna.

No entanto, não será muito estimulante perceber que uma das coisas mais difíceis que se pode perguntar a um filósofo é justamente o que é a filosofia. Existem pelo menos três respostas diferentes a essa pergunta, o que bastaria, segundo alguns filósofos, mesmo sem saber quais são elas, para afirmar com segurança que não sabemos o que é a filosofia. Mas esse aparente paradoxo nos ajuda a perceber a complexidade do assunto que queremos desenvolver na escola, com jovens que iniciam a adolescência.

Vamos às respostas. Uma das mais tradicionais, segundo alguns filósofos, diz que a filosofia se distingue por seu objeto, pois se ocupa de três questões fundamentais: o que existe no mundo, como sabemos o que existe no mundo e o que vamos fazer a respeito disso. Ao buscar a resposta a cada uma dessas perguntas, vamos nos envolver com três áreas do saber filosófico. Ao procurar saber o que existe no mundo, vamos estudar a natureza da realidade, no campo do conhecimento chamado pelos filósofos de metafísica. Ao tentar compreender como podemos saber o que existe no mundo, vamos estudar as condições necessárias para se conhecer algo, no campo do conhecimento chamado de epistemologia. Por fim, ao estudar o que se pode e o que não se pode fazer diante dos fatos do mundo e das formas de conhecê-los, vamos lidar com o que os filósofos chamam de ética. Todos nós certamente já dedicamos um bom tempo a essas três questões, mas os que procuram sistematizar, registrar e comunicar o resultado de seus pensamentos são os filósofos que se tornaram mais famosos.

Essa resposta que confere relevo ao objeto da filosofia foi profundamente questionada a partir de Nicolau Maquiavel (1469-1527), que percebeu a necessidade de buscar incessantemente novas perguntas, para além da metafísica, da epistemologia e da ética, afirmando que a questão central a enfrentar será sempre a manutenção do poder, a política.¹

Essa primeira resposta para a pergunta sobre o que é a filosofia nos ajuda a entender a segunda: pode-se filosofar sobre qualquer coisa – ou seja, não é o objeto da reflexão que distingue o filosofar –, mas o que importa é o método que se utiliza nessa sistematização cuidadosa do pensamento. O apoio na razão, de maneira explícita e justificada, seria a característica distintiva da filosofia, independentemente do objeto sobre o qual ela se debruça.

A defesa do método e da razão como parte essencial da filosofia encontrou oponentes intelectualmente robustos, desde Immanuel Kant (1724-1804) e Friedrich Nietzsche (1844-1900) até o contemporâneo Paul Karl Feyerabend (1924-1994). Tais filósofos, cada qual a seu modo, questionaram a objetividade de qualquer método e expuseram a validade relativa não apenas da reflexão filosófica, mas também das teorias científicas, convidando-nos a criticar a forma de raciocínio que utilizamos a qualquer tempo.

Finalmente, a terceira resposta, talvez a mais antiga. Para alguns filósofos, a filosofia é uma atitude em relação à vida, ou seja, essencialmente um modo de viver. Ela nos leva a posições críticas em relação à forma de conceber coisas, fenômenos e comportamentos, uma recusa inicial em aceitar passivamente o que todas as pessoas aceitam sem refletir mais profundamente a respeito. Talvez o maior exemplo dessa posição seja Sócrates, que levou ao extremo seu amor pela sabedoria, o significado da palavra filosofia em grego. Ele insistia em comunicar o resultado da sistematização de seus pensamentos críticos (que não cuidou de registrar) e acabou condenado à morte por isso. Por coerência com seu modo de vida, com sua crença de que uma vida sem reflexão profunda não vale a pena ser vivida, enfrentou dignamente seu fim trágico e não fugiu ao castigo capital.

A visão socrática de filosofia foi questionada por outros filósofos, sendo um dos mais famosos Francis Bacon (1561-1626), que defendeu o primado do método e da razão, pois a vida humana tem a influência de ídolos, que ofuscam nossa visão. Como vimos, a defesa do método, por sua vez, não esteve imune a críticas.

Assim, apontando honestamente as incertezas de base em nosso tema central, admito que, em lugar de buscar resolver a questão de definir o que é a ciência, o que seria algo pretensioso, optei por trilhar um caminho mais suave, trocando a investigação da essência de nosso objeto de estudo pela descrição do que ele tem sido, deixando ao leitor a tarefa de formular seu próprio conceito de ciência. Assim, convido o leitor a iniciar aqui uma jornada muito particular e modesta junto ao pensamento científico que integra a cultura ocidental e que é, portanto, essencial aos currículos do ensino fundamental. Portanto, do ponto de vista metodológico, justifica-se o recurso da exposição histórica diante da impossibilidade de definir simplesmente o que é ciência; cabe mostrar como o pensamento científico se transformou no decorrer dos tempos. No entanto, tampouco poderia enfrentar a tarefa de produzir um compêndio de história da ciência, por isso escolhi três ícones para discutir partes importantes de seus trabalhos nos próximos capítulos. Assim como três pontos definem um plano, três pensadores poderão nos dar uma ideia do vasto horizonte que delineia o panorama científico moderno. Mas antes será necessário entender o lugar onde se inicia essa jornada.

As descobertas da razão

Um ponto de partida para nossa jornada pode ser localizado na Grécia, no período pré-socrático. Acredita-se que Sócrates tenha vivido em Atenas entre 470 e 399 a.C. De origem humilde, conta-se que serviu como hoplita no exército ateniense, o que é uma indicação segura de que não se tratava de um aristocrata². Sabe-se de seus pensamentos apenas pelos escritos de terceiros, alguns desenhando desdenhosamente uma figura pouco interessante, outros, ao contrário, apontando-o como pensador profundo e orador de rara qualidade. O simples fato de ter sido condenado à morte por transmitir seus pensamentos nos é suficiente para concluir que os primeiros devem ter traçado dele uma imagem muito imprecisa.

Sócrates foi celebrado como um filósofo que trouxe a filosofia para o mundo real – como disse depois o famoso pensador romano Cícero, ele fez a filosofia descer dos céus. Aí temos algumas indicações de que o mundo intelectual grego anterior a Sócrates era um mundo distante e inatingível, que nos remete ao temor, à admiração cega ou, no mínimo, à prostração e ao sentimento de impotência diante do mundo. De fato, as descobertas eram vistas como revelações de elaborações de entidades místicas, compondo uma galeria de deuses que povoavam a mitologia da época.

Os matemáticos viam nos números e nas formas geométricas expressão de vontades divinas, que infundiam encantos capazes de deslumbrar magicamente nossas sensações. O círculo era visto como expressão da perfeição, só possível aos deuses. Assim, havia uma relação no círculo, que todos aprendemos na escola pelo número que algum professor certamente fez cada um de nós memorizar antes de alguma prova: 3,1416… O diâmetro de um círculo de qualquer tamanho cabe pouco mais de três vezes em sua circunferência. Trata-se de um número (pi) que demonstrou ser útil numa infinidade de aplicações práticas, até hoje.

Mas outra relação matemática era capaz verdadeiramente de deslumbrar nossos sentidos. Imagine-se um segmento de reta que liga o ponto A ao ponto B. É possível encontrar um ponto entre eles capaz de definir dois segmentos de reta com uma relação muito particular. A razão entre os dois subsegmentos é igual à razão do segmento completo por um dos subsegmentos (figura 1).

Figura 1. A descoberta de um ponto mágico em um segmento de reta (o ponto C) estabelece uma igualdade universal e um quociente muito particular (fi).

Essa relação matemática, cujo quociente é representado pela letra grega maiúscula Φ (fi), passou a ser conhecida como relação áurea. Trata-se de um equilíbrio muito interessante, cuja particularidade ainda permanece enigmática. Ele nos encanta! Procure traçar um retângulo utilizando como lados esses dois subsegmentos. O retângulo resultante terá um equilíbrio estético que nenhum outro retângulo será capaz de igualar. Esse número aparecia na natureza, surpreendendo os matemáticos, que o viam como mágico, fruto de uma trama divina, algo diante do que somos completamente impotentes. Só nos resta contemplar sua beleza.

Aplicações da razão

Quando os atenienses decidiram construir um templo majestoso para a deusa Atena, no século V a.C., sua arquitetura não podia deixar de incorporar essa relação mágica, que trazia harmonia ao conjunto. Ao observarmos cada detalhe, encontraremos o uso dessa relação (figura 2).