fundamentos_teoricos_das_ciencias_naturais.pdf

Apresentao

P rezado aluno,O presente livro didtico constitudo por aulas da disciplina Fundamentos Tericos das Cin-

cias Naturais.

Longe de um simples manual com respostas diretas de como fazer, o livro foi organizado com o objetivo de fornecer aos professores dos Anos Iniciais do Ensino Fundamental, os subsdios tericos que, esperamos, conduzam-nos a reflexes capazes de ajud-los a encontrar respostas para as dvidas que surgem nos momentos de planejamento e implementao de atividades de ensino de Cincias Naturais, no s facilitando a sua ao docente, mas tambm possibilitando, por certo, um passo a mais na sua qualificao.

So autoras do livro as professoras Vilma Marcassa Barra, Christiane Gioppo, Roseli Machado e Lia Kucera. Vilma M. Barra doutora em Educao pela Universidade de Santiago de Compostela--Espanha, e Christiane Gioppo doutoranda em Ensino de Cincias na Universidade do Estado da Carolina do Norte, EUA. Ambas so docentes da Universidade Federal do Paran. Roseli Machado especialista em Educao Ambiental pela Faculdade de Cincias Humanas e Sociais de Curitiba e, como Lia Kucera, professora de Cincias da Rede Municipal de Ensino de Curitiba. Ambas so auto-ras de diversos livros didticos da rea de Cincias.

Esperamos que as informaes e atividades propostas nas aulas enriqueam seu conhecimento e o ajudem a encontrar respostas s suas dvidas a respeito do ensino de Cincias.

As autoras

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Cincia: caractersticas, classificao e mtodos

Vilma Maria Marcassa Barra

O comportamento dos seres humanos diante da natureza caracterstico. Eles no apenas se esforam pela manuteno das suas vidas, mas tambm por entender a natureza, dominar a realidade e agir sobre ela com o objetivo de torn-la mais adequada s suas necessidades.Esse processo permanente de acmulo de conhecimentos sobre a natureza e de aes racionais de

transform-la compe o universo de ideias que hoje denominamos de cincia. Cincia , pois, o conheci-mento racional, sistemtico, preciso e verificvel da realidade. Por meio da investigao cientfica, o Ho-mem reconstitui artificialmente o universo real em sua prpria mente (GALLIANO, 1984).

Nem sempre a palavra cincia usada com um nico significado. Frequentemente, entende-se por cincia a atividade cientfica em geral: sociedade cientfica, homem de cin cia, viso cientfica da vida etc.

Outras vezes, cincia tem o significado mais especfico de conhecimento cientfico. Este o sen-tido em que pensamos ao qualificarmos de cincia a Sociologia, a Qumica ou a Lingustica. A cincia , ainda, usualmente identificada como o conjunto ou sistema organizado de conhecimento cientfico. Por exemplo: a mecnica clssica uma cincia.

A cincia, considerada como conhecimento, tem forte relao com mtodos e tcnicas da des-coberta e com fatores sociais e psicolgicos. Neste caso, a cincia est mais relacionada com os aspectos externos. Considerada como teoria, sua relao mais importante com a estrutura lgica e lingustica. Todavia, os dois aspectos esto intimamente relacionados. O cientista recorre aos fatos para adquirir o conhecimento. A elaborao desse conhecimento produz teorias que, por sua vez, so submetidas novamente realidade para a verificao de sua validade. A cincia como teoria e a cin-cia como processo de conhecimento esto em relao muito estreita e a tarefa do cientista exige uma interao com as duas (LUNGARZO, 1989).

Para Hennig (1986), resumidamente, a cincia:

a base fundamental do progresso humano, do avano tecnolgico;

o legado de conhecimentos humanidade, que tem melhorado as condies de existncia do Homem;

envolve um conceito mais amplo que um simples conjunto de conhecimentos exatos e de-monstrveis;

mais ampla que um corpo de conhecimentos postos em um texto ou aparelhos de laborat-rio;

bom senso, um refinado bom senso, aplicao da razo, uma atitude, uma forma peculiar e sutil de atividade mental (pensamento cientfico) e prtica (manipulao cientfica).

Ainda de acordo com Hennig (1986), a cincia apresenta, como peculiaridades, seu contedo (conceitos, princpios, generalizaes, teorias) como conhecimento organizado; seu mtodo (vinculado


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a tentativas de estabelecer relaes probabilsticas, entre coisas e fatos observa-dos) e suas caractersticas (ser factual, transcendente, verificvel, explicativa, me-tdica, sistemtica, preditiva, flexvel, clara e precisa).

Esse, no entanto, no o entendimento de filsofos contemporneos, como Thomas Kuhn e Paul Feyerabend. Para eles, o que caracteriza a cincia no o mtodo e conhecer o que cincia significa conhecer a sua histria. (LUNGARZO, 1989).

Leia as afirmaes sobre cincia apresentadas a seguir e anote, na tabela abaixo, a sua opinio a respeito de cada uma delas.

Por exemplo, se voc concorda totalmente com a afirmao a) escreva a letra A na primeira coluna da tabela. Se voc concorda parcialmente, escreva a letra A na segunda coluna.

Afirmaes com as quais concordo

totalmente

Afirmaes com as quais concordo

parcialmente

Afirmaes com as quais discordo

totalmente

Afirmaes

a) A cincia uma das atividades mais importantes da espcie humana, porque procura desco-brir a ordem da natureza.

b) Se a cincia no existisse, estaramos livres da poluio e da progressiva destruio do meio ambiente que caracterizam nossa poca. A utilizao de grande quantidade de mquinas, de substncias qumicas e outros produtos cientficos responsvel pelos atuais problemas da humanidade.

c) A cincia gerou conhecimentos que o homem vem utilizando para a construo da complexa sociedade em que vive. A m aplicao do conhecimento cientfico pode trazer prejuzos para a humanidade, mas esse no um problema da cincia.

d) Nosso mundo est sendo destrudo pela poluio, pela devastao das florestas e pelas guer-ras. Os recursos naturais esto se esgotando. Diante de uma realidade to triste, no poss-vel admitir que a cincia seja til ao homem.

e) A cincia a forma insubstituvel de se chegar a concluses fundamentais sobre o mundo em que vivemos e o lugar que nele ocupamos.

f) A cincia a mais preciosa conquista da humanidade, porque por meio dela que o homem procura conhecer a natureza em todos os seus aspectos. O fato de ela ser, s vezes, mal- -aplicada, no diminui sua importncia.


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g) Se de um lado a cincia responsvel pela imensa crise que est ocorrendo no ambiente, no podemos esquecer os grandes benefcios que ela trouxe para a Medicina, a explorao dos recursos naturais e para tantas outras reas. Seus benefcios so maiores que seus malef-cios.

h) A cincia procura tornar o mundo inteligvel, tentando deliberadamente alcanar resultados livres das limitaes do senso comum.

i) A cincia desumaniza o homem. Por isso, devemos nos aproximar novamente da natureza e evitar nossa escravido mquina.

(Brasil, 1977. Adaptado.)

Ao realizar a atividade, voc classificou as diversas afirmaes baseando-se no fato de con-cordar ou no com elas. Esse foi o critrio que possibilitou reunir as afirmaes nos diferentes grupos.

Depois de realizar essa atividade, voc acha que as afirmaes indicam uma opinio clara e definida sobre cincia? As opinies so contra ou a favor da atividade cientfica? Os argumentos utilizados so corretos? Como voc justifica sua concordncia ou no com as afirmaes?

As cinciasExistem fatos do mundo real que podemos ver, sentir ou, pelo menos, perceber

indiretamente por meio de aparelhos. Por exemplo, uma mesa um objeto visvel, uma fora pode ser sentida, o calor percebido pelos nossos sentidos ou ento por aparelhos. Esses fatos so estudados pelas Cincias Naturais. J os fatos relacionados mente, aos conflitos humanos, aos grupos sociais, famlia, s populaes, por exem-plo, so estudados pelas Cincias Humanas.

A Fsica, a Qumica, a Biologia, a Geologia e a Astronomia so exemplos de Cincias Naturais. A Histria, a Psicologia, a Economia so exemplos de Cincias Humanas. Apesar de distintas, as duas cincias tm em comum uma propriedade fundamental o conhecimento cientfico origina-se nos fatos reais, seja da natu-reza, do homem, da sociedade etc.

Uma outra classificao tambm possvel no conjunto das cincias: Cincias Formais (Matemtica e Lgica) e Cincias Factuais (Naturais e Humanas). O crit-rio para essa diviso o objeto de conhecimento: as Cincias Formais (ou abstratas) estudam a forma (a maneira) como os fenmenos aparecem (a forma do conheci-


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mento), as ideias, e as Cincias Factuais estudam os fenmenos como eles so. Seus objetos de estudo so reais, tm existncia independentemente de nossa mente e suas caractersticas so perceptveis aos sentidos. s vezes, no podem ser perce-bidas diretamente e, nesses casos, torna-se necessrio o uso de aparelhos como, por exemplo, o microscpio e o telescpio. Mesmo assim, algumas propriedades dos objetos estudados pelas Cincias Factuais no so perceptveis, mas certo que essas propriedades tm origem em objetos e podem ser estudadas de maneira indireta. A necessidade de experimentao, tpica das Cincias Naturais, responsvel pelo fato de que essas cincias tambm sejam denominadas de Cincias Empricas.

Outra diferena o mtodo utilizado pelas cincias. Na Matemtica e na Lgica, o mtodo utilizado a deduo, que uma argumentao que torna expl-citas verdades particulares contidas em verdades universais. A deduo a priori, isto , independe da experimentao. Na deduo, certas proposies so tomadas como premissas e, unicamente pelo raciocnio, delas tiramos concluses. As con-cluses dizem a mesma coisa que as premissas. Vejamos um exemplo: se dizemos que todos os homens so mortais e que Scrates homem, podemos chegar a uma concluso: Scrates mortal.

O cientista natural ou o cientista das Cincias Humanas tambm usa a dedu-o, mas esse no o nico mtodo empregado. Empregam tambm, por exemplo, a analogia, a observao, a experimentao, a estatstica, a induo etc.

Aqui cabe uma ressalva. A cincia a que estamos nos referindo diferente da disciplina escolar Cincias. A cincia desenvolvida em laboratrios requer um conjunto de normas e posturas (mtodo), pois seu objetivo encontrar resultados que possam explicar o desconhecido. A cincia sabe procurar, mas no conhece, a priori, os resultados. J no ensino de Cincias, quando se utilizam mtodos e estratgias de ensino, espera-se que os alunos adquiram os conhecimentos j es-tabelecidos pela cincia.

Os mtodos cientficosA cincia progride por meio de passos probatrios e inesperados por inter-

mdio dos quais as hipteses podem transformar-se em realidade e uma descoberta pode levar a outras investigaes. Os cientistas trabalham segundo processos de atividade racional, lgica e prtica que se constituem nos mtodos cientficos. No centro de qualquer atividade cientfica est o mtodo que une ideias ou fatos, disciplina ao trabalho e distingue ideias importantes das vazias.

O mtodo cientfico no privilgio dos cientistas. Nos moldes em que ele deve ser entendido, mostra ser amplo e servir para qualquer ramo de atividade e todas as especializaes, para qualquer pessoa capaz de raciocinar. O mtodo cientfico no significa o formalismo de algumas etapas de atividade convencionalmente estabeleci-das, ou a aridez de um roteiro de trabalho ou a duvidosa certeza de seguir uma infal-vel receita que d resultados surpreendentes; o mtodo cientfico tambm no supre os


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conhecimentos necessrios para que uma investigao cientfica seja realizada. Apenas ajuda a orden-los, tornando-os precisos e valorados (HENNIG, 1986).

Em linhas gerais, de acordo com Galliano (1984, p. 32), mtodo cientfico um instrumento utilizado pela cincia na sondagem da realidade, formado por um conjunto de procedimentos mediante os quais os problemas cientficos so formulados, e as hipteses cientficas examinadas.

Esse conjunto de procedimentos apresenta-se como uma unidade sistemtica, mas sua aplicao depende, em grande parte, do objeto da cincia. No aplicvel igualmente em todas as cincias nem da mesma maneira em uma cincia formal e em uma cincia factual. Isso explica a mltipla variedade de tcnicas e a rela-tiva independncia dos diversos ramos cientficos. Nota-se, ento, que o mtodo no se inventa. Sua escolha depende do objeto da pesquisa. Isto , os objetos de investigao determinam o tipo de mtodo a ser empregado: o experimental ou o racional, que empregado quando os assuntos no so realidades, fatos ou fen-menos suscetveis de comprovao experimental. As reas de conhecimento que o empregam tambm so consideradas cincias.

Feyerabend (apud REGNER, 1996), no entanto, discorda das ideias at aqui apresentadas. Para ele, o mtodo cientfico, muitas vezes, uma camisa de fora para o trabalho da cincia. Seus resultados, por vezes, seguem caminhos que violam regras j aceitas e as fronteiras entre a cincia e a no cincia no so nitidamente delimi-tadas. Para o autor, o mtodo no deve ser nico: todos valem igualmente, pois no h necessidade de buscar coerncia ou unicidade, j que uma teoria completamente coerente com os fatos no existe. Alm disso, a cincia no obedece a regras fixas e universais. As capacidades humanas (sonhos, imaginao etc.) e as condies fsicas e histricas movem e influenciam a cincia. Desse modo, o sucesso da cincia no de-pende das magias do mtodo, mas de um longo estudo dos problemas e de confronto entre escolas rivais. Vejamos a diferena entre mtodo e processo (tcnica).

O mtodo a ordem (o dispositivo ordenado, o procedimento sistemtico) a ser imposta aos diferentes processos necessrios para se alcanar um determinado fim ou um resultado esperado. O processo, por sua vez, a aplicao especfica de um plano metodolgico e a forma especial de o executar. O processo est, portanto, subordinado ao mtodo. Os mtodos tm alcance mais amplo que as tcnicas (mensurao, uso de instrumentos, modos de agir na coleta de dados, levantamentos estatsticos etc.). Tendo em vista sua finalidade, o mtodo poder ser o da observao e descrio, o do estudo de casos, o da pesquisa histrica, o da experimentao, o da construo de sentenas formais e modelos explicativos, o do levantamento e testagem de hipteses, com explicaes por meio de leis e/ou teorias, todos com carter dedutivo, indutivo ou ambos (ARAUJO, 1993).

Dados os objetivos da disciplina Fundamentos Tericos das Cincias Natu-rais, apresentaremos a seguir as tcnicas (ou processos) que se referem ao mtodo experimental. Como est diretamente ligado realidade, o mtodo experimental objetivo, isto , aplica-se a fatos concretos e tem o objetivo de verificar se as hipte-ses sugeridas pela observao podem ser comprovadas ou no.


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(TREMBLEY apud HENNIG, 1986)

Antes de iniciar a leitura do tpico Etapas do mtodo experimental, leia a descrio de uma descoberta cientfica e escreva a etapa que, na sua opinio, est sendo vivenciada pelo cientista.

Descoberta cientfica

1. H muitos anos, recolhi plantas aquticas e as transportei para o meu laboratrio, pretendendo analis-las.

Ao estud-las, observei, sobre elas, a existncia de outros organismos.

Eram pequenos (uns 5mm), verdes, fixados pelos extremos e com numerosas projees, exten-sveis e retrteis, na extremidade oposta livre, circundando pequena abertura.

O conjunto assemelhava-se a uma rvore, sem folhas.

Os livros da poca no mencionavam nada a respeito desses seres.

Como ainda no tinham um nome eu os denominei de plipos.

2. Fiquei muito curioso quanto natureza desses seres.

A cor verde e o aspecto geral dos organismos faziam pensar em vegetais...

Os movimentos pareciam indicar, ao contrrio, que eram animais.

3. Baseado nos aspectos mais visveis dos curiosos organismos (forma e colorao) pensei: So vegetais, porque se assemelham na forma e cor.

4. A partir dessa ideia central, comecei a pensar em uma forma de test-la.

Se esses seres so vegetais aquticos, ento seccionando-os e colocando os pedaos na gua, os fragmentos devero ser capazes de viver e reconstituir-se.

5. Assim, seccionei um desses organismos em duas partes: uma das metades compreendendo o p (base de fixao) e parte do corpo (cilndrico); a outra metade, distal, apresentando projees (tentculos), circundando um orifcio central. As duas partes foram colocadas na gua.

6. A todo o momento eu observava atentamente. Dez dias depois, as duas metades ainda esta-vam vivas. Da metade basal haviam surgido trs tentculos e, posteriormente, formaram-se


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mais cinco, estruturando um plipo completo. A outra metade, dotada de tentculos e orifcio, alongou-se formando um novo p (base de fixao), acabando por transformar-se em um plipo completo. Eu havia feito dois plipos de um s.

7. Eufrico, realizei inmeras outras experincias. Coletei uma grande quantidade de plipos e pro-duzi cortes transversais (3 e 4 pedaos) e longitudinais.

8. Observei que cada uma das partes (A, B e C) do plipo cortado transversalmente, aps algum tempo, regenerava a(s) parte(s) que faltava(m).

O mesmo ocorria com as partes A e B do plipo seccionado longitudinalmente.

9. Com base nos experimentos realizados e nas observaes verificadas, fiz o seguinte registro:

Os plipos, quando seccionados e seus fragmentos colocados em meio aqutico, so capazes de regenerar a parte que falta para complet-los.

10. O registro anterior orientou meu pensamento para escrever:

Se pedaos de plipos, em meio aqutico, sobrevivem e se completam, ento, os plipos so vegetais.

11. Nesse meio tempo, algo importante aconteceu. Observei que os plipos usavam os tentculos para capturar presas, introduzindo-as em sua cavidade interna, onde ocorria a digesto.

Com isso, minha concluso ficou prejudicada (no comprovada) e eu, baseado em novos fatos, redigi outra concluso.

12. Se fragmentos de plipos, quando seccionados e em meio aqutico, sobrevivem e se comple-tam; se eles tm movimentos prprios, capturam, ingerem e digerem alimentos (presa)...

Ento esses organismos so animais.

Etapas:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Obs.: As respostas corretas esto no final da aula.


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Etapas do mtodo experimental1

ObservaoObservar aplicar atentamente os sentidos a um objeto para dele obter um

conhecimento claro e preciso. No mtodo experimental, a observao uma etapa fundamental, pois s fatos observveis podem ser estudados. Sem observao, no h investigao. Em muitas ocasies, os sentidos por si s no bastam para realizar as observaes e, portanto, exigem o uso de instrumentos ou aparelhos que per-mitem observaes mais acuradas.

Para o bom xito da observao, algumas condies so imprescindveis:

condies fsicas: rgos dos sentidos sadios que possam ter sensaes normais e corretas e instrumentos que possibilitem o aumento do alcan-ce das observaes (microscpio, por exemplo), o aumento da preciso (como o cronmetro) e a superao dos sentidos (chapas fotogrficas, por exemplo);

condies intelectuais: capacidade, interesse, vontade, sagacidade (saber discernir fatos significativos), discriminao (distino entre fatos real-mente observados dos fatos julgados, vistos, ouvidos etc.), pacincia, co-ragem (enfrentar e superar verdades j aceitas), cautela (anular efeitos tendenciosos, pontos de vista pessoais) e imparcialidade;

qualidades da observao: para ter validade, a observao deve ser atenta (fixao da ateno no fato em observao), objetiva (atentar apenas para os elementos componentes do fato em observao), completa (usar os sen-tidos acuradamente e os instrumentos com preciso), exata (registrar fiel-mente os fatos observados sem interpretaes), precisa (buscar dar valores numricos a tudo quanto no fenmeno observado suscetvel de medida quantitativa a preciso requer, frequentemente, o auxlio de instrumentos precisos de medio) e metdica (parta do mais importante do objeto em observao para, depois, ocupar-se do aces srio ou complementar);

etapas da observao sistemtica: definio clara dos objetivos (delimi-tar o que se busca; dirigir a ateno para o cerne do que deve ser obser-vado); coleta de dados (apontamentos fidedignos dos fatos percebidos; seleo e organizao dos dados: grficos, tabelas...); anlise dos dados coletados; interpretao (comentrio, apreciao, opinio, avaliao dos dados) e concluso (de acordo com a anlise interpretao dos dados, em funo dos objetivos).

ProblemaA curiosidade, o interesse pela relao causa e efeito, a perplexidade, fazem

surgir a proposio do problema (o qu? por qu? quando? onde? de que forma?...),

1O texto foi elaborado a partir de Cervo; Bervian (1973); Hennig(1986); Gallia-no (1984); Stefani; Schein; Carvalho (1988); Lungar-zo (1989); Borges; Moraes (1998) e Araujo (1993).


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isto , a dvida capaz de estimular o pensamento reflexivo. O esquema a seguir procura mostrar esse processo:

Curiosidade

Fatos Problema

A investigao cientfica parte sempre de uma situao problemtica um problema a ser definido e delimitado. O problema influi, decisivamente, no desen-volvimento e direcionamento da investigao.

A proposio de um problema deve ser formulada com clareza, simplici-dade e preciso, usando um linguajar tcnico adequado, preferencialmente na forma interrogativa.

HipteseProposto o problema, surgem as tentativas de explic-lo. As ideias, as tenta-

tivas de explicar as causas, caractersticas e efeitos de um fenmeno constituem-se na hiptese. Ela a provvel soluo para o problema e, mesmo, a previso de outros fatos que podem ocorrer. Veja o esquema:

Problema

Fatos Hipteses

Explicar

Observao

O que o esquema est indicando? Das observaes surgem os fatos a partir dos quais proposto o problema que, por sua vez, gera a hiptese que busca ex-plicar os fatos. A funo da hiptese, portanto, dirigir a investigao no sentido de dar origem a esses fatos. Por esse motivo, deve ser sugerida e verificvel pelos fatos e no inventadas.

As hipteses podem ser de dois tipos: conceitual e experimental. A hiptese conceitual formulada como um enunciado breve no qual aparecem explicita-mente os termos do problema (variveis) a serem definidos operacionalmente. a possvel soluo do problema.

Exemplo: provvel que professores de Cincias que no tenham formao acadmica especfica para ensinar Cincias possam, com a estratgia do mtodo do exemplo, adquirir uma melhor compreenso da cincia.

A hiptese experimental, por sua vez, deve ser formulada como um enuncia-do que esclarea a relao entre duas variveis.

Exemplo: se o mtodo do exemplo uma estratgia para promover uma ade-quada compreenso da cincia, ento, utilizando os modelos histricos de descobertas


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cientficas significativas, em cursos de treinamento para professores de Cincias, estes devero compreender melhor a natureza e as caractersticas da cincia.

Se ideia, suposio, explicaoEnto linha investigatria (experimento) predio (o que provavelmente ocorrer)

ExperimentaoA experimentao consiste no conjunto de processos empregados para se

comprovar ou no as hipteses estabelecidas: sendo objetivo da hiptese, essencial-mente, estabelecer uma relao de causa e efeito ou de antecedente e consequente entre dois fenmenos, trata-se de descobrir se realmente B (suposto efeito ou conse-quente) varia a cada vez que se faz variar A (suposta causa ou antecedente) e se varia nas mesmas propores.

Como exemplo de experimentao bem-sucedida, citam-se os processos empregados por Pasteur. Graas a essa experimentao, a hiptese da gerao espontnea foi refutada.

Experimentar, portanto, testar algo; por algo prova. Seu objetivo bsico estudar as relaes e testar hipteses sob condies cuidadosamente controladas e limi-tadas, requerendo criatividade no planejamento das atividades, seleo e organizao dos materiais experimentais, habilidade de manipulao e adaptao dos materiais, observaes corretas e minuciosas, apontamentos fidedignos (medidas, clculos etc.), controle das variveis, amostragem significativa e aplicao do experimento.

Problema

Fatos Hipteses

Experimentao

As variveis, num experimento, so os fatores que podem modificar ou serem modificados ao longo da investigao, aos quais se atribuem valores qualitativos (exemplo: entre os animais a espcie e a raa; entre as pessoas raa, religio, valores etc.) e valores quantitativos (exemplo: velocidade, peso, temperatura etc.) que podem ser medidos com alto grau de preciso, dependendo, fundamentalmente, da preciso da tcnica (manipulao eficiente dos instrumentos de medida).

Quanto ao aspecto metodolgico, as variveis so classificadas em indepen-dentes (introduzidas no experimento e manipuladas pelo investigador, so iniciado-ras da ao. Exemplo: variaes de pH do solo em relao ao desenvolvimento de uma espcie vegetal) e dependentes (consequente, resposta, efeito. Sofre a ao da varivel independente, verificando-se ou no os efeitos, confirmando ou rejeitando a hiptese de uma provvel relao causa-efeito. Exemplo: desenvolvimento da es-pcie vegetal em consequncia de diferentes valores do pH).


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importante ressaltar que, numa investigao, atuam, tambm, outros fato-res (variveis intervenientes) que podem afetar os valores da varivel dependente. Essas variveis devem ser controladas para que se obtenham resultados mais pre-cisos dos efeitos da ao da varivel independente.

Vejamos como se pode controlar as variveis intervenientes no experi-mento citado anteriormente, para fazer a distino entre variveis dependen-tes e independentes:

uma caixa contendo solo comum com o pH normal (do solo);

caixas contendo iguais quantidades do solo comum, mas agora com dife-rentes valores de pH;

plantar o mesmo nmero de sementes de um mesmo padro de qualidade em cada uma das caixas, inclusive naquela com o solo com pH normal;

manter todas as caixas em igualdade de condies ambientais: mesma luminosidade, recebendo iguais quantidades de gua e submetidas mesma temperatura.

A primeira caixa o controle experimental. Os vegetais ali desenvolvidos serviro de comparao em relao ao crescimento dos vegetais das demais caixas nas quais a varivel independente (valor do pH) foi manipulada pelo investigador.

ConclusesA concluso a meta a ser alcanada: uma tentativa de soluo de um pro-

blema a partir dos dados obtidos na experimentao.

Problema

FatosHipteses

Experimentos

Concluso

Chega-se concluso, aps o processo de anlise e interpretao dos dados coletados, seguido da sntese, que busca a recomposio do todo.

Lei e teoriaAs leis cientficas estabelecem relaes necessrias entre dois fenmenos. So

enunciados universais que devem ser suscetveis de reformulao ou refutao. Se valerem absolutamente para todos os casos, no so leis cientficas.

As teorias cientficas reagrupam e representam as leis de modo sinttico e simples; coordenam e unificam o saber cientfico. Por exemplo: a teoria de Newton da gravitao universal unifica as leis planetrias de Kepler e a lei da queda dos corpos de Galileu. Por essa alta capacidade de sistematizao, conseguem explicar um nmero


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elevado de fenmenos. A teoria de Newton viabiliza explicar os movimentos dos astros, suas rbitas, a massa dos corpos celestes, o movimento das mars etc.

preciso que se diga que, segundo alguns autores, em geral, a verdade de uma lei cientfica provisria. O que hoje aceitamos como verdadeiro poder ser desmentido graas a novas obser-vaes e descobertas. Isso significa que a verdade de afirmaes sobre os fatos sempre est sujeita reviso.

Terminada a leitura, retorne ao texto Descoberta cientfica e novamente identifique as etapas da investigao ali descritas. Compare com suas respostas anteriores. Houve concordncia ou discor-dncia? Justifique.

Como surgem os problemas cientficos

(IBECC, 1965, p. 17-18)

Cientistas lidam com problemasTodos os problemas cientficos originam-se, indubitavelmente, de um trao bsico da per-

sonalidade humana a curiosidade. Os jovens so geralmente curiosos, esto sempre querendo saber os porqus e como. Esta curiosidade intelectual, que existe em todas as idades, serve como uma grande fora propulsora na cincia. Alfred North Whitehead, grande filsofo e matemtico ingls, disse que cincia quase exclusivamente o desenvolvimento de uma agradvel curiosida-de intelectual.

Os cientistas so pessoas que veem problemas onde outros nada veem e se preocupam com a soluo dos mesmos. Naturalmente, difcil fazer as perguntas adequadas. Nem sempre fcil estabelecer claramente o que se quer saber.

Albert Einstein, que foi um dos maiores cientistas de todos os tempos e um mestre em propor novos problemas, disse: A formulao de problemas , muitas vezes, mais importante que a sua


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soluo, a qual pode ser apenas uma questo de habilidade matemtica ou experimental. Propor problemas novos e encarar os velhos sob um novo ngulo requer imaginao criadora e o que promove o progresso da cincia.

H problemas de todas as amplitudes. No necessrio ser uma pessoa excepcional para ser cientista, pois existem problemas para todas as capacidades. O primeiro passo ver o problema e formul-lo em linguagem clara e concisa.

Para ilustrar a atividade cientfica, podemos comparar o trabalho do cientista ao do detetive, pois ambos esto continuamente tentando resolver problemas.

Einstein tambm usou essa comparao, como se pode ver na seguinte citao:

Em quase todo o romance policial, desde as admirveis estrias de Conan Doyle, chega um momento em que o investigador j coletou todos os fatos de que necessita para solucionar pelo menos uma das etapas de seu problema. Esses fatos parecem frequentemente estranhos e incoerentes, inteiramente sem relao entre si. Contudo, o grande detetive percebe no serem necessrias mais investigaes no momento e que somen-te o raciocnio o levar a correlacionar os fatos coletados. Ento, ele toca o seu violino ou descansa na sua poltrona deliciando-se com seu cachimbo, quando, de repente, lhe ocorre a soluo. Ele no somente tem uma explicao para os indcios de que dispunha, mas, tambm, sabe que outros acontecimentos devem ter ocorrido. Sabendo agora, exatamente, onde buscar o que deseja, poder, se quiser, coletar mais dados para confirmao de sua teoria.

O cientista, lendo o livro da natureza, se nos permitem repetir esse lugar comum, deve obter a soluo por si, porque ele no pode, como fazem os leitores impacientes de outras estrias, ir logo ao final do livro. Em nosso caso, o leitor tambm o investigador, procurando explicar, pelo menos em parte, as relaes entre os acontecimentos em sua forma mais completa. Para obter uma soluo, mesmo parcial, o cientista tem que coletar os fatos desordenados disponveis e, por meio do seu pensamento criador, torn-los coerentes e inteligveis.

Na citao anterior, Einstein diz que antes de resolver um problema, o cientista ou o detetive deve investigar a situao e coletar os fatos relativos ao caso (fato pode ser definido como qualquer observa-o que possa ser confirmada por muitas pessoas). A parte criadora do seu trabalho comea quando ele consegue uma primeira soluo possvel para o problema. Esta primeira soluo chamada hiptese e deve no s justificar todos os fatos conhecidos, como tambm prever alguns outros acontecimentos que tenham ocorrido. As duas principais funes de uma hiptese so, portanto, prever e explicar fatos. Baseando-se na sua hiptese, o pesquisador procura, ento, outras pistas ou faz novas observaes. Charles Darwin disse: Para ter qualquer utilidade, toda observao deve ser contra ou a favor de um ponto de vista. Se as novas observaes estiverem de acordo com a hiptese, esta ficar fortalecida, porm, se forem contrrias, dever ser revista ou mesmo rejeitada e substituda por outra. Os cientistas, como os detetives, podem ter que formular e tentar uma variedade de hipteses antes de alcanar a so-luo do problema.

ainda Einstein quem lembra que a parte criadora na soluo de um problema pode ocorrer enquanto o cientista ou o detetive estiver envolvido em atividade no cientfica. Muitos dos grandes investigadores relataram que algumas das suas melhores ideias cientficas lhes ocorreram durante passeios ou frias. Este tipo de inspirao, porm, s ocorre depois de um perodo de raciocnio e de investigao intensos. ...os problemas surgem da curiosidade inerente aos indivduos. No seu esforo para resolv-los, o cientista


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foi comparado ao detetive. Ambos precisam coletar fatos, formular hipteses e test-las. Einstein chama ateno especial para a atividade criadora envolvida na pesquisa cientfica.

Respostas corretas da atividade Descoberta Cientfica1. Observao sistemtica. 4. Hiptese experimental. 7. Experimentao. 10. Concluso parcial.

2. Problema. 5. Experimentao. 8. Observao experimental.

11. Observao sistemtica.

3. Hiptese conceitual. 6. Observao experimental.

9. Registro dos dados. 12. Concluso final.

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