Objetivos
Este roteiro apresenta as bases conceituais da metodologia científica utilizada na construção de modelos científicos, ou seja, leis e teorias. Nele espera-se que o aluno compreenda que a ciência se baseia em modelos construídos mediante observação, reflexão, elaboração de hipóteses, experimentação e validação das hipóteses.
1ª Etapa: Início de Conversa
É bastante comum a ideia de que a ciência faz descobertas sobre leis e princípios, como se essas leis e princípios estivessem “prontas” e esperando que alguém as “descobrisse/encontrasse”. A escola contribui com essa falsa ideia quando apenas apresenta os resultados finais da ciência sem a devida contextualização histórica e quando não trata com a devida ênfase o modo de operação da ciência.
Nessa atividade vamos partir de um “experimento” simples para abordar as dificuldades encontradas pelos cientistas e as estratégias que eles utilizam para propor leis físicas. Para isso vamos utilizar materiais muito simples para simular um processo de descoberta tomando como pano de fundo a descoberta do modelo atômico de Rutherford.
Antes de iniciar as atividades, consulte a aba “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”
2ª Etapa: Problematização e sensibilização
Nessa etapa o professor deve apresentar o tema de estudo, “Modelos científicos”, e estimular um debate rápido sobre o que os alunos pensam sobre o tema. Algumas perguntas podem orientar esse debate e ajudar em uma diagnose dos conhecimentos prévios dos alunos:
1. Como os cientistas fazem suas descobertas?
2. Os cientistas descobrem ou inventam leis para explicar o mundo?
3. Como é possível saber como é a forma de uma coisa que não se pode ver nem tocar diretamente?
4. O que você sabe sobre o átomo?
5. Como os cientistas fizeram para descobrir o átomo?
A partir das respostas dos alunos o professor pode ir elencando temas para tratar conjuntamente durante a atividade. Uma boa ideia consiste em anotar na lousa as dúvidas que surgirem e, ao final, fotografar a lousa para registrar essas dúvidas. Parte delas podem também ser dúvidas do próprio professor e poderão se transformar em objeto para pesquisas na internet ou na biblioteca da escola.
É importante que nesse momento os alunos tenham a palavra e que as suas dúvidas sejam anotadas e não respondidas. O objetivo é despertar a curiosidade, o interesse e diagnosticar o que os alunos já sabem e o que precisam saber ou aperfeiçoar.
3ª Etapa: Apresentando a metodologia científica
Nessa etapa sugerimos que o professor inicie realizando a atividade prática sugerida no “Roteiro de experimentação – modelos científicos”, disponível na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”, link 4. Nesse roteiro os alunos terão a oportunidade de vivenciar uma situação-problema semelhante aquela que os cientistas vivenciam em seu dia a dia, onde terão que levantar hipóteses, fazer experimentações para checá-las e então produzir uma “teoria explicativa”.
Após a atividade prática sugerimos que seja apresentado o vídeo “Os primeiros modelos atômicos”, link 1, e que o professor procure instigar os alunos a procurarem paralelos entre a evolução dos modelos atômicos e a “evolução do modelo explicativo da caixinha” vivenciado na realização do roteiro anterior.
Por fim, a apresentação de slides “Metodologia Científica”, do slide 1 ao 21, link 2, pode ser utilizada para apresentar e discutir a forma como a sociedade constroi seus conhecimentos e a diferença entre os saberes científicos e outros saberes.
4ª Etapa: Discussão da atividade prática e sua relação com a Ciência
Nessa etapa o professor pode fazer um fechamento abrindo uma discussão sobre a atividade prática vivenciada pelos alunos e a metodologia científica.
Para isso sugerimos que o professor divida a classe nos mesmos grupos que fizeram a atividade prática e proponha as questões abaixo:
1. Antes de poder manusear a caixinha secreta, que hipóteses vocês tinham sobre o conteúdo dela? Como vocês fizeram essas hipóteses? [Alguns fatores determinam o tipo de hipótese que o aluno fará, tais como: tamanho da caixinha, objetos comuns que podem ser colocados nela, etc.]
2. Como vocês testaram essas hipóteses manuseando a caixinha? [Aqui cada grupo deve apresentar um relato dos testes que fizeram]
3. Que hipóteses sobreviveram à experimentação? [Aqui os grupos devem explicar porque descartaram algumas hipóteses]
4. Como foi escolhida a melhor hipótese? [Espera-se que a melhor hipótese seja aquela que melhor dá conta dos resultados experimentais]
5. A hipótese escolhida é boa? Por quê? [Novamente espera-se que os alunos justifiquem a escolha com base nos resultados dos experimentos feitos]
6. O que há realmente dentro da caixinha? [Essa é a pergunta mais instigante para os alunos, pois eles gostariam muito de saber o que realmente há dentro da caixinha. Mas o professor não deve fazer essa revelação, pois na ciência nunca há como saber “exatamente” se as teorias correspondem à verdade final ou apenas dão conta de explicar tudo o que já se sabe sobre os fenômenos estudados. Revelar o conteúdo da caixinha seria “desdizer” tudo o que foi dito sobre o método de construção dos modelos científicos – não faça isso!]
Ao final dessa discussão desejamos que os alunos tenham compreendido que a metodologia científica permite a construção de bons modelos científicos sobre a natureza, que esse conhecimento é construído em etapas e, finalmente, que está sempre sujeito à revisão e aprimoramento, não se podendo afirmá-lo como “verdade absoluta”, embora seja a “melhor verdade” obtida até então.
5ª Etapa: Finalização.
Para a finalização dessa aula sugerimos que o professor leve os alunos à sala de informática e proponha que, em duplas, explorem o applet (simulador java) “Espalhamento de Rutherford”. Nesse simulador é possível visualizar o espalhamento de párticulas alfa (núcleos de átomo de hélio) por átomos pesados, como o ouro.
Peça que as duplas explorem o simulador e produzam um roteiro explicativo do que simularam, o que observaram e a que conclusões chegaram.
Após isso também é interessante solicitar que as duplas retomem as perguntas utilizadas na 1ª Etapa, respondendo-as conforme a compreensão que têm agora sobre o fenômeno. As respostas dos alunos servirão de bom parâmetro para identificar se os objetivos da atividade foram atingidos.
Materiais Relacionados
1. Vídeo (6:31), “Os primeiros modelos atômicos”: apresenta resumidamente os desenvolvimentos da teoria atômica a partir do modelo atômico de Dalton
3.
Simulador (applet) em java,
“Espalhamento de Rutherford”, onde é possível simular o espalhamento de partículas alfa por um núcleo atômico pesado
4. Roteiro de Experimentação: roteiro de experimentação – modelos científicos
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