Tenho um dragão na minha garagem. E agora?...Chame a ciência!

Como parte das atividades das duas semanas iniciais, meus alunos do primeiro colegial se depararam com o problema de compreender o conceito de Ciência e, dentro desse escopo, da Física como ciência básica.

Mas como entender o que é ciência e o que não é ciência em um mundo onde a ciência foi endeusada, graças à tecnologia, e passou a ser o "objeto de desejo" de todos aqueles que querem dar algum ar de "verdade" às suas alegações?

A propaganda faz uso da ciência sempre que quer nos convencer de que algo "funciona". Os garotos-propaganda de pasta de dente, por exemplo, são dentistas, não é? Todos os vendedores de "colchões magnéticos" gostam de dizer que "foi cientificamente comprovado que...", e o mesmo vale para os vendedores de qualquer outra coisa quando se quer que essa coisa pareça "confiável".

Num mundo consumista repleto de picaretas de todo tipo tentando nos empurrar tralhas que pretensamente "foram atestadas pela ciência", compreender o que de fato pode ser científico e o que não pode é fundamental e, portanto, não é mera exigência curricular ou pretexto para afirmar a Física como Ciência.

Karl Popper

Uma ótima forma que encontrei de abordar o conceito de Ciência baseia-se no critério de refutabilidade de Karl Popper (“Um enunciado ou teoria é falsificável,  segundo o meu critério, se e só se existir,  pelo menos um falsificador potencial” - POPPER, K.R. O Realismo e o Objetivo da Ciência. Lisboa: D. Quixote, 1987a.).

Carl Sagan

A forma que encontrei para apresentar isso de maneira palatável ao aluno foi tomar emprestado (com as devidas adaptações que a sala de aula exige) a passagem do livro "O Mundo Assombrado Pelos Demônios", de Carl Sagan, onde ele exemplifica o critério de refutabilidade a partir da situação hipotética de alguém que afirma "ter um dragão em sua garagem".

Na prática o que fiz foi encenar a situação descrita no livro afirmando para a minha classe: "Tenho um dragão na minha garagem. Como vocês podem comprovar se há mesmo um dragão lá?".

Curiosamente os meus adoráveis alunos do 1D seguiram um roteiro bastante parecido com o que Sagan imaginou em seu livro, o que me leva a reforçar ainda mais minha admiração por ele e sua capacidade de tornar a ciência palatável aos mortais comuns e, por outro lado, estou ainda mais convencido de que esses meninos e meninas só não têm notas excepcionais nas avaliações externas porque nós, responsáveis pela Educação, não estamos conseguindo dar conta de oferecer a eles a educação que eles merecem, e não porque tenham alguma "dificuldade natural".

Segue-se um resumo editado do diálogo em sala de aula (A indicação "Aluno" refere-se a vários alunos que interviram opinando. Nem todas as intervenções estão relatadas):

Prof. JC: Tenho um dragão na minha garagem. Como vocês podem comprovar se há mesmo um dragão lá?

Aluno: Vou lá e tiro uma foto dele. [Solução de comprovação prática e inteligente. +]

Prof. JC: Infelizmente não será possível, pois meu dragão é invisível.

Aluno: Jogamos (borrifamos) tinta na garagem, então ele vai aparecer. [extraordinário! +++]

Prof. JC: Também não vai dar, porque meu dragão é imaterial, ou seja, a tinta vai atravessá-lo.

Aluno: Colocamos um pote de comida (de dragão) na garagem. Se a comida sumir é porque há um dragão que comeu a comida. [Incrível! Dedução indireta baseada em princípios de conservação. +++++]

Prof. JC: Meu dragão não precisa de alimento. Então isso também não vai dar certo.

Após algumas pausas e outras sugestões de teste também frustradas pelo professor, chegamos enfim ao clímax do desânimo, quando os alunos começam a achar que esse dragão é obviamente "impossível"! E eis que então Popper e Sagan devem ter brindado em suas tumbas, pois está claro então que:

1 - Esse dragão pode ou não existir mas, definitivamente, não pode ser colocado como uma verdade científica, já que não pode ser "testado" de nenhuma forma;

2 - A Ciência se ocupa do estudo dos fenômenos naturais utilizando-se de métodos de pesquisa, experimentação, teorização e sistematização que são passíveis de refutabilidade;

3 - A Ciência não afirma verdades absolutas, mas tão somente constrói teorias coerentes em si mesmas e não conflitantes com outras teorias, leis e princípios da própria ciência;

4 - A Ciência, por seus métodos, é dinâmica, mutável, humana, sujeita à críticas e revisões constantes e, por isso mesmo, progride e aperfeiçoa-se cada vez mais.

E você? Tem algum dragão na sua garagem?

Tá quente ou tá frio?

A segunda série do colegial começa o ano (para meus alunos) aprendendo sobre Física Térmica (Termologia, para os mais chegados). Matéria interessante, pois, onde será que não ocorrem processos envolvendo os conceitos de calor e temperatura? Hum... Parece que isso está por toda parte...

Historicamente o ser humano procura entender os processos térmicos desde suas mais remotas origens. Yes! Afinal, tivemos que dominar o fogo ainda nos tempos das cavernas, não foi?

Tudo bem que hoje em dia usamos fornos de microondas que aquecem nossos alimentos sem nenhum "fogo" (Puxa, é mesmo! Como será que isso funciona?), mas para chegarmos até aqui foi um loooooongo caminho.

Além disso, nem sempre queremos fogo: às vezes tudo o que desejamos é um ar-condicionado para nos refrescar. Um bom suco geladinho também cai bem! Por isso, além de "fazer fogo", também precisamos saber "fazer frio". Será que uma coisa tem relação com a outra?

Dominar os segredos do fogo (do calor e do frio) nos permitiram sair das cavernas, cozinhar alimentos, espantar animais, fazer a guerra e, de vez em quando, viver em paz. Mas, entre o homem das cavernas e o cavernoso homem atual, houve um momento em que "usar o calor" fez muita diferença: nos primórdios da Primeira Revolução Industrial. (Veja um resumo rápido e bem legal no Portal São Francisco, por exemplo).

A invenção das máquinas térmicas fez nascer uma nova indústria, uma nova economia e uma nova sociedade completamente diferente da sociedade feudal de então, impactando profundamente nos destinos da humanidade. Até hoje "queimamos" milhares de toneladas de combustível todos os dias para alimentar nossas máquinas térmicas. Você sabia que o automóvel é uma máquina térmica?

Compreender os processos térmicos é importante também no nosso dia-a-dia. Lembra-se de quando sua mãe dizia "Não põe a mão na panela porque ela está quente e você vai queimar a mão, menino!"? Pois é, a gente pode "se queimar" se não souber como funcionam os processos térmicos. Mas, para começar a entender esses processos é preciso saber primeiro o que significam os termos "calor" e "temperatura". Serão a mesma coisa?

Comece por aqui: Michaellis - Moderno Dicionário da Língua Portuguesa (online!). Digite as palavras "calor" e depois "temperatura" e veja o que o "pai dos burros" nos diz.

Depois pode tentar a Wikipédia. Mas nunca confie muito nela, ok?

Por fim, apele para o Google!

Feito isso, procure o significado dessas palavras no seu livro didático (ele é bastante confiável!) e, se ainda assim restar alguma dúvida, não hesite: pergunte ao professor!

À propósito, acostume-se a usar o recurso do Plantão de Dúvidas online sempre que precisar, ok?

Física? Afinal, do que se trata?

Começo de curso de Física no Ensino Médio é sempre complicado, porque:

• Se o aluno já a conhece, há uma grande chance de que não goste dela;
• Se o aluno não a conhece ainda, há uma grande chance de que ele imagine que não vai gostar dela.

Na verdade, tudo depende de como ele for "apresentado" à ela.

Então, o que dizer para um moço ou uma moça, de 14 ou 15 anos, sobre o que É a Física e porque ela É tão fascinante?

Acho que podemos começar mostrando a esse aluno o quanto é fascinante a "natureza". Sim, isso mesmo! Afinal, o que a Física estuda "é apenas tudo o que existe na natureza"!

Não é difícil convencer alguém de que a natureza é bela, que o nosso planeta é fascinante, que nosso universo é incrível e que, mais incrível ainda somos nós, que existimos nele e tentamos compreendê-lo!

Há tantas coisas maravilhosas e "explicáveis" no universo e no nosso cotidiano que é virtualmente impossível alguém não se interessar por compreender nada disso. E é aí, nessa tentativa de compreensão da natureza, que entra a Física!

A Física não "mora nos livros", não existe apenas na cabeça de algumas pessoas. Ela está em você mesmo, na praça, na chuva, na brisa, em um beijo apaixonado. A Física é apaixonante!

Nosso mundo é infinito (porém, limitado, he he) e repleto de coisas altamente complexas, como nós mesmos. Em um piscar de olhos milhares de milhares de milhares de fenômenos acontecem ao nosso redor e em nós mesmos.

Para todo lado "há coisas acontecendo", ainda que nem sempre consigamos vê-las. Coisas muito rápidas, coisas muito lentas, coisas muito grandes, coisas muito pequenas, coisas de muitas cores e coisas "invisíveis". E está tudo acontecendo o tempo todo e em todo lugar. O universo é extraordinário porque é altamente complexo, rico em fenômenos, objetos, formas

E, no meio de toda essa complexidade, riqueza e beleza, estamos nós e a Física. A beleza da Física, no entanto, não está em sua complexidade, mas sim em sua simplicidade!

É fascinante saber que podemos compreender grande parte de toda essa complexidade e riqueza do universo com apenas um punhadinho de idéias: as leis e princípios da Física.

Você certamente já brincou com, ou pelo menos conhece, um brinquedo chamado "Lego". Juntando essas pecinhas é possível construir coisas bastante complexas e interessantes.

A natureza é como um lego gigantesco, mas com apenas algumas "pequenas peças" que se encaixam de diversas formas e, assim, criam toda a complexidade que vemos. Saber como essas pelas se encaixam é a grande tarefa da Física.

Na apresentação abaixo você tem um "grande resumo" do que é a Física e como ela lida com esse conhecimento sobre a natureza.

Física - introdução

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A Física está presente em todo canto e, além disso, mesmo que você não a conheça (o que é uma pena, mas pode ser resolvido facilmente), você a utiliza direta ou indiretamente. Ela está presente em toda a tecnologia que move nosso mundo contemporâneo, nos alimentos, nas roupas, nos hospitais e na suas horas de lazer.

Ao longo da história a Física ajudou a mudar o mundo várias vezes. E mudou junto com ele muitas vezes também! A ciência, e a Física em particular, são partes da história da humanidade e ajudam a construir essa história o tempo todo (assim como você e eu!).

Então, já que você não pode escapar da Física e nem do seu destino humano, é melhor tentar compreendê-la e tirar disso um bom proveito para sua vida, seja lá como for que você decida vivê-la.

Física: o que é isso mesmo?

Nesses inícios de curso para o Ensino Médio, especialmente para as turmas dos primeiros anos, é importante traçar uma panorâmica sobre o que é a física, de onde ela surgiu, como tem se desenvolvido, para que serve e o que podemos esperar dela para o futuro. Afinal, não faz muito sentido aprender física se não tivermos uma vaga noção do que aprenderemos.

Resumindo demais (senão não cabe em um post de blog), podemos dizer que a física, como é entendida hoje, é relativamente recente e começou a se parecer com uma ciência na época da Renasçença, com Galileu, Newton e outros. Até então a física era tida como Filosofia Natural e tinha mais a aparencia de um conhecimento filosófico do que de um conhecimento "científico" (como entendemos esse termo hoje em dia).

A diferença entre a Filosofia Natural e a Física que daí nasceu está basicamente fundamentada no método de pensar e agir da filosofia e da ciência. A Filosofia Natural consistia em um conjunto de conhecimentos sobre a natureza que fosse coerente com a forma filosófica de pensar e não dava importância excessiva à experimentação e à matemática.

Foi com Galileu e Newton que a matemática e a realização de experimentos de forma sistemática se incorporou aos conhecimentos da natureza que se tinha até então e os que foram descobertos nessa época, dando então origem ao que chamamos hoje de Fìsica e a uma nova maneira de enfrentar o estudo da natureza.

Hoje a física pode ser entendida como um conjunto coerente de leis e princípios que explicam o funcionamento dos fenômenos naturais e se fundamentam fortemente no uso da matemática como linguagem de expressão e na experimentação como forma de inspeção e verificação dessas leis e princípios.

Aquilo que não pode ser verificado experimentalmente deve, pelo menos, fazer sentido matematicamente e ser coerente com as leis e princípios que já temos estabelecidos. Quando algo absolutamente novo surge (é descoberto), o caminho percorrido pelos cientistas para tentar compreender essa nova descoberta consiste em formular hipóteses com bases em leis e princípios ja existentes e, se isso não permite compreender a descoberta ou se os experimentos apontam comportamentos "estranhos", então verifica-se novamente se essas leis e princípios já estabelecidos são realmente verdadeiros e válidos sempre.

Esses ir e vir, meio que tateando no escuro em busca de explicações, é o que às vezes chamamos de Método Científico, e que nada mais é do que a maneira com que os cientistas trabalham quando buscam explicações para fenômenos ainda não compreendidos.

Diferentemente da fílosofia, onde o pensamento é a única ferramenta de análise da realidade, a ciência como a praticamos hoje utiliza-se da matemática e da experimentação além, é claro, de um enorme esforço de pensamento.

A figura abaixo é uma mapa conceitual que tenta resumir algumas idéias sobre o que é e do se preocupa a física: (clique na imagem para ampliá-la)

Como uma ciência cuja preocupação é compreender como a natureza funciona, é claro que a física está ligada à várias outrras ciências. Da mesma forma, suas descobertas têm impactos profundos em todos os aspectos de nossas vidas. Assim, a física não é uma ciência "à parte" ou desvinculada do mundo e das coisas do cotidiano, mas muito pelo contrário! A física está presente em praticamente tudo que fazemos, usamos e, inclusive, na nossa forma de pensar.

Aprender física é compreender melhor o seu mundo e a si mesmo. Por isso, uma consequência natural quando se aprende um pouco mais sobre física é justamente a mudança da forma de pensar o mundo. Pessoas que aprendem física compreendem melhor o mundo à sua volta, são capazes de tomar decisões mais sábias e, no limite, se tornam cidadãos mais produtivos e conscientes de seus papéis e limitações.

Não é preciso aprender física com o mesmo nível de refinamento e detalhes com que os físicos aprendem física, mas é necessário que se conheça melhor s seu próprio mundo já que não existe outro mundo onde você possa morar, correto?

A figura abaixo é outro mapa conceitual que mostra um pouco da relação entre a física e outros campos do saber. Note também que a física influencia diretamente a economia, a cultura, a política e todas as relações humanas, pois não há nada mais humano do que a própria física! (clique na imagem para ampliá-la)

No seu livro didático você encontrará mais textos falando sobre a física, o seu método de trabalho e suas relações com as coisas do nosso cotidiano. Leia-o e explore mais o assunto com o professor. À propósito, professores de física adoram falar sobre física. ;)

Fessor, porque eu preciso aprender física? Para que isso vai servir na minha vida?

De vez em quando (confesso que mais recentemente nem isso os alunos perguntam mais) algum aluno vem com essa famosa pergunta: "Fessor, porque eu preciso aprender física?", ou com alguma similar, do tipo: "Para que isso vai servir na minha vida?".

Antes de mais nada é preciso deixar bem claro que essas perguntas são válidas e importantes, mesmo quando desconfiamos que o aluno só quer pirraçar. Primeiro porque querer saber para que serve cada coisa é um modismo com o qual temos que conviver na escola e, segundo, porque realmente os alunos precisam e merecem saber para que serve a física e porque eles devem aprendê-la.

Então, à la Jack (o estripador), vamos por partes...

Primeiro é preciso entender que ninguém precisa ir à escola para aprender física. Basta nossa mera existência adaptada a esse lindo e moribundo planetinha azul para que aprendamos física até mesmo antes de nascer. Aprendemos física o tempo todo e usamos essa física que aprendemos no dia a dia para andar, falar, beijar, dirigir, brincar, dormir e até mesmo quando não estamos fazendo nada disso. E aí de nós se não aprendermos física!

Já imaginou que chato seria queimar a mão na cozinha pegando a panela quente e de metal pela borda e não pelo cabo? Ou tentar ler um livro no escuro por não saber que sem a luz não enxergamos? Ou sermos atropelados toda vez que tentamos atravessar a rua por não sabermos calcular tempos, distâncias e velocidades? Pois é, tudo isso é física, tudo isso nós aprendemos no nosso cotidiano e tudo isso é importante para nós.

Ah bom, você não sabia que isso também era física? Ô, disculpa aí, foi mal heim? Pois é, tem muitas outras coisas que você ainda não sabe, mas que vai aprender no seu curso de física, lá na escola. Coisas tão simples e curiosas, como porque nos inclinamos para fazer curvas quando andamos de bicicleta, quanto coisas tão complexas e divertidas como descobrir que só enxergamos três cores (e bem mal), embora tenhamos a impressão de que enxergamos milhares delas. Ih! Além de tudo nosso cérebro ainda sai para o olho para podermos exergar... Você sabia disso? Não? Ha ha, venha para a aula então!

Mas se aprendemos física o tempo todo, porque precisamos ir para a escola, aquele lugar chato, para termos aula com um professor de física que geralmente é chato ao quadrado? Hum... Perguntinha difícil, heim?

Acontece que nem tudo o que aprendemos sobre física no nosso dia a dia está correto ou é suficiente para que possamos nos divertir muito durante nossa vida. Por exemplo:

1 - Se você está cozinhando batatas e a água começou a ferver, o que você deve fazer para que as batatas cozinhem mais rápido?

a) dar três pulinhos para a batata ficar feliz

b) aumentar o fogo do fogão

c) baixar o fogo e se conformar que suas batatas não vão cozinhar mais rápido

d) aumentar a quantidade de água na panela

e) diminuir a quantidade de água na panela

Ah, mais assim não vale, eu nunca cozinhei batatas e nem qualquer outra coisa na minha vida (minha mãe faz tudo para mim, he he). Hum, adolescentes... Então vamos tentar outro exemplo:

2 - Você recebeu um superconvite para uma superfesta cheia de gatinhos e gatinhas e precisa estar bonita(o) para impressionar a galera. Seu condicionador de cabelos acabou (culpa da mãe, que esqueceu de comprar), você tem cabelos finos, lisos e longos e não dá para fazer chapinha hoje (essa chuva...). Para que seus cabelos fiquem penteados e bem assentados você deve secá-los e:

a) penteá-los rapidamente usando um pente de madeira

b) penteá-los rapidamente usando um pente de plástico

c) pentá-los demoradamente usando qualquer tipo de pente

d) não penteá-los, é claro

e) dar três pulinhos para que os cabelos fiquem felizes e bem assentados

Ô fessor, eu sou careca e não cozinho batatas!

Ok, ok, você venceu... ou quase, afinal...

3 - Se no meio da sua careca nascesse um único fio de cabelo, bem no seu cocuruto, para qual lado ele penderia?

a) depende da latitude onde você está

b) não seria um problema se você estivesse na Lua

c) para frente ou para trás

d) para a esquerda ou para a direita

e) não penderia para lado nenhum

Pois é, para qualquer bobagem (ou não) que se diga, é sempre possível arrumar alguma boa questão que envolva a física e coisas do dia a dia (ou não), reais (ou fictícias), importantes (ou apenas divertidas) e que uma hora ou outra vão acabar lhe chamando a atenção.

Conhecer um pouco de física serve para muitas coisas mas, principalmente, para nos divertimos, para vivermos melhor (com mais conforto e segurança) e, quem sabe, para compreendermos um dia porque as coisas são como são e não de outra forma.

À propósito, se precisar mesmo do gabarito das três questões acima, deixe um comentário no blog solicitando o gabarito da questão desejada (ou deixe um comentário no blog e mande o pedido por e-mail). Ei, não se esqueça de deixar o seu endereço de e-mail, senão não tem como eu lhe enviar a resposta, ok?

Os alunos vão bem, obrigado. Quem vai mal é a escola.

Todos os cinco estudantes brasileiros que participaram da 40a Olimpíada Internacional de Física foram premiados! Veja a reportagem da Revista Fapesp (de onde retirei a imagem ao lado para divulgação).

O que nos falta não é exatamente "qualidade" e sim "quantidade"! Falta investimento maciço em educação científica e tecnológica, ao invés dessa "escolinha de enganar trouxa" que temos e insistimos em não mudar (afinal, é mais fácil ficar procurando culpados).

A mudança que pode fazer com que milhares de outros estudantes também tenham a oportunidade de mostrarem o seu talento não é uma mudança cosmética e "de ocasião", mas passa por uma coragem política (isso existe?) e uma mudança de paradigma não apenas educacional, mas também social, política e econômica.

Dá pena saber do quanto somos capazes e ter que conviver com a mediocridade de gente estúpida e preguiçosa que faz da Educação apenas um "empreguinho de encostar no barranco, à beira do riacho, na sombra dos que lhes prendem os rabos".

Parabéns para esses estudantes. Nota 100 para eles! E nota zero para os figurões e figurinhas que são bons só de gogó, vivem de favores e ainda "se acham".

Material didático de apoio

Se ainda não se deu conta, repare bem que a proposta curricular de Física e grande parte das atividades sugeridas estão muito proximamente ligadas ao material didático produzido pelo GREF (Grupo de Reelaboração do Ensino de Física).

O GREF, por sua vez, fornece uma edição digitalizada de todo esse material, denominado "Leituras em Física", e a disponibiliza em seu site.

Esse material do GREF também está disponível no formato aula-a-aula no site da CENP e na Biblioteca Online do meu site. Por isso, se você, aluno ou professor, não o baixou ainda, baixe-o agora mesmo e começe a usá-lo.