Faculdade de Ciências
Faculdade de Ciências
   
 
ENCINE - Ensino de Ciências e Inclusão Escolar
Artigos e Publicações - 2009
 

Versão para impressão

Voltar a página de Artigos e Publicações

 

UMA REFLEXÃO HISTÓRICO-FILOSÓFICA SOBRE O ENSINO DO CONCEITO DE ENERGIA PARA ALUNOS VIDENTES E COM DEFICIÊNCIA VISUAL
WELLINGTON PEREIRA DE QUEIRÓS (1), EDER PIRES DE CAMARGO (2) ROBERTO NARDI (3)

Publicado nas   atas do ) X INTER-AMERICAN CONFERENCE ON PHYSICS EDUCATION. Medelin: , 2009.

Resumo

Atualmente na maioria dos cursos de formação de professores inicial e continuada, não é discutido a relação educação e alunos com deficiência, Além disso, existem poucas discussões de estratégias didáticas e desenvolvimento de materiais didáticos para alunos com necessidades educacionais especiais. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo elaborar um texto sobre história do princípio da conservação da energia e por meio deste, fazer uma reflexão histórico-filosófica sobre o ensino do conceito de energia para alunos com e sem deficiência visual. Nessa reflexão será mostrada a importância da história da ciência como uma estratégia de ensino dialógica entre os estudantes com deficiência visual e videntes, assumindo relações complementares de colaboração, em que caberiam aos alunos videntes as ações de leitura do texto histórico e a todos os alunos as ações de interpretação, reflexão, discussão etc. melhorando assim o processo de inclusão. Um segundo fator é que a partir da leitura do texto e de sua reflexão, tanto os alunos com deficiência visual quanto os videntes irão perceber que o conceito de energia não é visual e que para sua compreensão houve motivações metafísicas.  Desta forma os estudantes com deficiência visual poderão se sentir tão aptos ao aprendizado quanto os alunos videntes.

Palavras Chaves: Ensino de Física, História e filosofia da Ciência, Energia, Deficiência Visual

                                                        
1-INTRODUÇÃO

Os documentos oficiais como a lei de Diretrizes e Bases da Educação Brasileira (Lei N0 9394/96) estabelecem um ensino inclusivo para alunos com deficiência, de tal forma que estes possam freqüentar a mesma escola dos alunos sem deficiência. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (1998) no processo de implantação de uma escola inclusiva é preciso qualificar os docentes para adequar a sua prática pedagógica à uma realidade caracterizada pela diversidade.

De acordo com Sassaki (1999) a inclusão escolar é um processo no qual as pessoas com deficiências e o ambiente social (por exemplo, a escola) buscam, em conjunto, estratégias para solução de problemas com o propósito de todos participarem efetivamente da

sociedade de forma equiparada. No entanto, como aponta Monteiro et al. (2008) por vários motivos, a maioria das escolas brasileiras não estão preparadas para receber o aluno com deficiência.  Entre esses motivos, destacam-se: infra-estrutura adequada, a comunidade escolar (professores, diretores, demais funcionários) não se sente preparada para atender adequadamente as necessidades dos alunos com deficiências e por que os escolares que não tem deficiência não foram preparados sobre como aceitar ou brincar com os colegas deficientes.
 Quanto aos professores, teoricamente estes já deveriam estar preparados para planejar e conduzir atividades para alunos portadores de necessidades especiais. Um dos problemas é que na maioria dos cursos de licenciatura, não é discutido a relação educação e alunos com deficiência, o que prejudica a formação dos professores (CAMARGO e NARDI, 2007, p. 380). Além disso, existem poucas discussões de estratégias didáticas e desenvolvimento de materiais didáticos para alunos com necessidades educacionais especiais. Uma alternativa seria um número maior de políticas públicas de formação de professores que contemple, entre outros aspectos, a abordagem da inclusão nos cursos de formação inicial e continuada de docentes.
Diante de toda a problemática explicitada, o presente trabalho tem como objetivo elaborar um texto sobre história do princípio da conservação da energia e por meio deste, fazer uma reflexão histórico-filosófica sobre o ensino do conceito de energia destacando a importância da história da ciência como uma estratégia de ensino dialógica para aumentar e melhorar a interação de alunos com e sem deficiência visual.

2 – ASPECTOS HISTÓRICOS DO PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

Segundo Kuhn (1977) existem dois momentos fundamentais para elaboração do princípio da conservação da energia. Um entre 1800 e 1842 em que o princípio de convertibilidade das várias forças em especial de calor em trabalho, era compartilhado por vários pesquisadores da época (C. F. Mohr, Willian Grove, Faraday e Liebig) sem, contudo envolver a idéia de conservação. Esta “força” mais tarde viria a ser chamada pelos cientistas de energia.
O outro entre 1842 e 1847 que ocorre a descoberta simultânea do princípio da conservação da energia, este período é marcado pela “generalidade na formulação” e “aplicações quantitativas concretas” são características que fez do princípio da conservação da energia como uma das descobertas mais importantes da história da ciência.
Essa generalidade na formulação e aplicações quantitativas concretas pode ser exemplificada em Martins (1984) na sua análise feita do primeiro artigo publicado por Mayer (1842) no qual enfatiza como um princípio filosófico, a idéia de que alguma coisa deve se conservar nas transformações físicas. Ele justifica essa idéia a partir dos princípios metafísicos de que “nada pode surgir do nada”, e a causa é igual ao efeito. Um exemplo da quantificação é do cálculo feito por Mayer do equivalente mecânico do calor como sendo: 1 cal = 3,6 J que atualmente é 4,18J.   
A descoberta deste princípio se deu de forma desordenada, do surgimento de elementos metafísicos e experimentais por alguns cientistas como Mayer, Joule, Colding, Helmholtz, Sadi Carnot, Marc Séguin entre outros. Apesar de terem feito experimentos distintos em momentos diferentes.

Segundo Kuhn (1977) existem três fatores significativos que desencadearam a descoberta simultânea do princípio da conservação da energia: A disponibilidade dos processos de conversão, a preocupação com motores, e o movimento da Naturphilosoph. O primeiro fator retrata uma época marcada pela descoberta de vários processos de conversão entre as diferentes formas de energia. Entre eles podemos citar os trabalhos de Watt (1736- 1819) no estudo da máquina térmica em que podemos evidenciar processo de transformação da energia térmica em cinética, o de Volta (1745-1827) de energia química em elétrica, Joule (1818-1889) térmica em elétrica (efeito Joule).
Em 1843, Joule voltou suas pesquisas para o motor em termos de trabalho, estudando as conversões entre os diferentes tipos de “forças” (elétrica em calor, mecânica em calor) determinando, inclusive a equivalência entre trabalho e calor.
Martins (1984), narra que Joule em seu primeiro artigo publicado em 1843 mostra que o calor gerado na bobina de um eletroímã é proporcional ao quadrado da corrente elétrica que a percorre - o primeiro estudo quantitativo do efeito Joule. No mesmo trabalho, Joule mostra ainda por meio do motor elétrico uma relação entre o calor produzido pelas correntes elétricas e o trabalho gerado ou consumido. Suas primeiras medidas mostraram que o aquecimento de uma libra de água a 10 F era equivalente ao trabalho mecânico capaz de erguer 896 libras à altura de um pé, ou seja, um resultado correspondente a 1 cal = 4,8 J. Em outras medidas descritas no mesmo artigo, os resultados apresentam uma ampla oscilação, entre 3,2 J/cal e 5,5 J/cal. Como esses resultados ainda eram incertos, não poderiam ser considerados adequados como provas empíricas da existência de uma relação constante entre trabalho e calor.
O segundo fator, a preocupação com os motores, para Kuhn é um produto secundário da revolução industrial, e que este aspecto da ciência foi determinante na formulação quantitativa da conservação da energia. O modelo para quantificação dos processos de conservação da energia foi o teorema dinâmico, conhecido como a conservação da vis viva.
A vis viva é dada pelo produto da massa pelo quadrado da velocidade (mv2), o que nos sugere uma relação com o conceito moderno de energia cinética (1/2mv2), que na verdade foi uma redefinição para preservar a prioridade conceitual de trabalho, que também está relacionada a formulação do  teorema trabalho-variação da energia cinética.

A conservação da vis viva foi importante para homens como Helmholtz na dedução do princípio da conservação da energia.  Juntamente com o conhecimento que tinha dos vários trabalhos publicados pelos seus contemporâneos, nas áreas da mecânica, dos fenômenos térmicos e eletromagnéticos ele utilizou todo esse arcabouço para sintetizar de forma detalhada e unificada em um só princípio, ou seja, a conservação da energia.

No processo de quantificação da energia, Além da vis viva, os cientistas também obtiveram elementos significativos de uma segunda tradição, a da engenharia do vapor, pois, nessa linha de pesquisa é que estava a fonte do conceito de trabalho que foi decisivo na quantificação da conservação da energia, e o fato dos motores serem aparelhos de transformação possibilitou a quantificação por meio desse conceito dos processos de conversão de energia.
Um exemplo notório disso foi à pesquisa feita por Joule que utilizou o conceito de trabalho. Em 1847 ele começou a obter resultados experimentais mais consistentes publicando na revista da Academia Francesa de ciências. Além disso, Joule estabeleceu conexões com as diversas conversões conhecidas na época e com isso o conjunto de suas pesquisas se assemelhou a conservação da energia.  Suas idéias tiveram apoio de diversos cientistas da época como William Thomson, mais conhecido como Lord Kelvin.
O terceiro fator foi o movimento Naturphilosophie que buscava o princípio unificador de todos os fenômenos, usando o “organismo” como metáfora para a ciência.  As bases desse movimento foram alavancadas por Kant e Leibniz. Para Kuhn, essa escola filosófica influenciou grande parte dos cientistas que estudaram o princípio da conservação da energia. Oersted um Naturphilosoph persistiu na relação entre a eletricidade e o magnetismo devido à sua convicção filosófica, isto é, a de que tal relação existia.

Assim muitos destes cientistas - principalmente os de cultura alemã como, por exemplo, Helmholtz - foram influenciados pela idéia do princípio unificador que não saiu de idéias empiristas indutivistas, mas de motivações metafísicas fundamentadas na filosofia da natureza. Como afirma Kuhn (1977, p.133):

A ocorrência persistente de saltos mentais como estes sugere que muitos dos descobridores da conservação da energia estavam profundamente predispostos a ver uma única força indestrutível na raiz de todos os fenômenos naturais. 

 

Martins (1984) cita alguns exemplos na história da ciência da idéia metafísica de que algo deveria se conservar nos fenômenos. Na filosofia grega, procurava-se algo imutável por trás do mundo dos fenômenos, e isso gerou, entre outras idéias férteis, o modelo atômico. Outro exemplo foi a crença de Lavoisier na conservação das massas, mesmo em casos em que observava uma variação de massa nas reações químicas, ele persistiu até conseguir elementos para explicar tais variações.       

3 – A IMPORTÂNCIA DA HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA PARA ESTUDANTES COM E SEM DEFICIÊNCIA VISUAL
De acordo com a história do princípio da conservação da energia descrita acima, podemos inferir que na elaboração de tal princípio houve um conjunto de motivações tanto metafísicas quanto experimentais.  Antes de realizar os processos de experimentação os cientistas tinham uma motivação de natureza filosófica, a maioria deles acreditava que existia uma “força” que se conservava nos fenômenos. Isso ficou claro com os vários exemplos citados, e com o estilo de pensamento da época propiciado com o movimento Naturphilosofie que influenciou vários cientistas. Mesmo Joule que veio da tradição da Engenharia tinha motivações metafísicas.  Isso nos mostra que a ciência não é construída somente por motivações empiristas-indutivistas, mas também por motivações metafísicas.

Além, de contribuir para o esclarecimento de como a ciência é construída, a história e filosofia da ciência podem contribuir também para o entendimento de um conceito. A partir da descrição feita da história do princípio da conservação da energia, podemos corroborar com a afirmação de Feyman, Leighton & Sands (1977 p. 44). Segundo os autores, a conservação é a característica mais relevante do conceito de energia, embora não se saiba o que é energia.  Os autores mencionados ainda afirmam que “existe certa quantidade, que chamamos de energia, que não muda nas várias transformações pelas quais passa a natureza”.

Lehrman (1973) faz uma crítica ao modo como o conceito de energia vem sendo apresentado na escola básica, a partir da definição de “energia como capacidade de realizar trabalho”. Segundo ele, tal definição apresenta três problemas básicos:
1) É vazia de conteúdo, servindo apenas para efeito de memorização;
2) Deforma a compreensão de problemas sociais importantes acerca da disponibilidade de fontes de energia;
3) Não é correta. Retomando a história da construção do conceito, Ele conclui que a energia se torna um conceito na física na medida em se postula sua conservação. Assim, “qualquer definição de energia que não seja baseada na propriedade da conservação é fundamentalmente errada.” 

Deste modo, o estudo histórico do princípio da conservação da energia possibilitou o entendimento de que energia não é uma grandeza física visual, ou seja, é uma grandeza em que durante o desenvolvimento das pesquisas teve mais motivações metafísicas do que experimentais. Isso tem uma conseqüência importante para os portadores de deficiência visual, porque primeiro: a leitura de um texto histórico como apresentado na seção 2 permite uma melhor interação entre os estudantes com deficiência visual e videntes. Nesse caso, caberiam aos alunos videntes as ações de leitura do texto histórico e a todos os alunos as ações de interpretação, reflexão, discussão etc. melhorando assim o processo de inclusão. Um segundo fator é que a partir da leitura do texto e de sua reflexão, tanto os alunos com deficiência visual quanto os videntes iriam perceber que o conceito de energia não é visual e que para sua compreensão houve motivações metafísicas. Desta forma os estudantes com deficiência visual poderão se sentir tão aptos ao aprendizado quanto os alunos videntes.

            Um aspecto interessante a ser discutido é a construção dos modelos científicos que permitem entender e facilitar a compreensão dos fenômenos naturais, o problema é que no decorrer da história da humanidade a maioria dos fenômenos naturais investigados pelos cientistas e os modelos elaborados para explicar e simplificá-los são vinculados ao visual.

Como exemplo, podemos citar o átomo que não é visível, no entanto, em estudos procurando entender a sua natureza foram propostos modelos influenciados pela cultura e sociedade de diferentes épocas com representações visuais. Uma alternativa seria a construção de maquetes táteis ou mesmo a produção de referenciais sonoros para representar um determinado modelo científico ou fenômeno científico, essas ações podem ser benéficas à aprendizagem de todos os alunos, além de incluir o aluno com deficiência visual nos contextos de ensino de física (CAMARGO e NARDI, 2007, p. 391).

Quanto ao mau uso das representações visuais e não visuais de modelos e fenômenos em sala de aula, o uso da história e filosofia da ciência pode contribuir para a diminuição desse problema, pois, o estudo da história da construção de um determinado modelo científico permite reviver as dificuldades enfrentadas pelos cientistas, suas crenças, as condições culturais e econômicas que influenciaram a formulação final daquele modelo. Na sala de aula podem ser discutidas todas essas questões e ainda a utilização de experimentos históricos com adaptações para alunos com deficiência visual.

4- CONSIDERAÇÕES FINAIS 

A leitura de um texto histórico como o apresentado na seção 2 deste trabalho é uma atividade dialógica de extrema importância, pois, ao ser lido pelos colegas videntes e ser discutido por todos, deficientes visuais e videntes, promove-se uma maior interação, diminuindo significativamente o processo de exclusão.
O trabalho indica que a utilização de textos históricos para compreender como um conceito científico foi construído desmistifica o caráter empirista-indutivista da ciência, mostra a cultura de videntes ao evidenciar a representação visual dos fenômenos da natureza e destaca o referencial não-visual como fundamentador da idéia de energia.
Entende-se que quando o estudante com deficiência visual ouvir a leitura do texto haverá a percepção de que o entendimento da natureza do conceito de energia está no campo da metafísica, ou seja, não depende necessariamente do visual.  Isto fará com que ele se sinta mais capaz de aprender igualmente com os videntes.
Embora os cientistas não consigam ver a energia, os mesmos fizeram uso da experimentação para que os processos de conservação, transformação e degradação se tornassem mais evidentes e dessem uma maior sustentação nas suas motivações metafísicas. Assim por meio de motivações metafísicas e experimentais elaboraram modelos visuais utilizando simulações, cálculos matemáticos e figuras baseados na cultura de videntes. A nossa tarefa pedagógica é fazer adaptações nesses modelos utilizando referenciais diferentes do visual como o tátil e o auditivo.
Finalizando, um fator importante a ser levado em consideração é o mal uso de modelos visuais e não visuais, principalmente a utilização destes modelos e os recursos experimentais adaptados que acabam por divulgar uma pseudo-ciência de caráter empirista-indutivista, absoluta, e completamente aversa as questões externas. A história e a filosofia da ciência podem contribuir em muito para a superação desse caráter de ciência, e ainda servir de subsídio para o professor fazer a tomada de decisão na escolha e realizações de adaptações de experimentos e modelos científicos para alunos com e sem deficiência visual.   

 

5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CAMARGO, E. P. NARDI, R. (2007). Planejamento de atividades de ensino de Física para alunos com deficiência visual: dificuldades e alternativas. Revista Electrônica de Ensenãnza de las Ciências v. 9, n. 2 p. 378-401.

FEYMAN, R; LEIGHTON, R. B. & SANDS, M. The Feynman – Lectures on Physics: v. 1 Califórnia:

Addison-Weley Publishing Company, 1977.

KUHN, T. S. A tensão essencial. Lisboa: Edições 70, 1977.

LEHRMAN, R. Energy is not the ability to do work. The Physics Teacher, v. 12, p. 15-18, 1973.

MARTINS, R. A.(1984). Mayer e a Conservação da Energia. Cadernos de História e Filosofia da ciência. v.6, p. 63-95.

MONTEIRO  et. al (2008). Inclusão de Alunos  Portadores de Necessidades Especiais 
nas Aulas de Educação 

Física na Rede Pública do Município de São Miguel dos CAMPOS –A.L. Livro de Memórias do V

Congresso Científico Norte-nordeste – CONAFF – Fortaleza-CE, Brasil

SASSAKI, R. K. (1999). Inclusão: construindo uma sociedade para todos. Rio de 
Janeiro, WVA editora.

Naquela época o que conhecemos hoje como energia era chamada de força.

 

 

   Início da Página

Voltar a página de Artigos e Publicações