Iniciação Científica: um salto para a ciência

Transcrição

Iniciação
Científica: um salto
para a ciência
BOLETIM 11
JUNHO 2005
SUMÁRIO
PROPOSTA PEDAGÓGICA
INICIAÇÃO CIENTÍFICA: UM SALTO PARA A CIÊNCIA ............................................................................... 03
Antonio Carlos Pavão
PGM 1
CIÊNCIA NA ESCOLA ........................................................................................................................ 07
Estudantes cientistas
PGM 2
LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS ........................................................................................................................ 13
Dietrich Schiel
PGM 3
FEIRA DE CIÊNCIAS ....................................................................................................................................... 20
Feira de ciências: a produção escolar veiculada e o desejo de conhecer no aluno
Maria Edite Costa Lima
PGM 4
MATERIAL DIDÁTICO DE CIÊNCIAS ................................................................................................................. 29
O material didático para o ensino de ciências
Carlos A. Arguello
PGM 5
DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA ............................................................................................................................ 39
O papel da escola na divulgação científica
INICIAÇÃO CIENTÍFICA: UM SALTO PARA A CIÊNCIA.
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PROPOSTA PEDAGÓGICA
Iniciação científica: um salto para a ciência
Antonio Carlos Pavão 1
1. Conceituação e Justificativa
A série Iniciação científica: um salto para a ciência, composta de cinco programas, será
apresentada no Salto para o Futuro/TV Escola na semana de 20 a 24 de junho de 2005. A série tem
como proposta a formação continuada e o aperfeiçoamento de docentes e de alunos dos cursos de
magistério que trabalham em EDUCAÇÃO PARA A CIÊNCIA, possibilitando que professores de
todo o país revejam e construam seus respectivos princípios e práticas pedagógicas.
A temática desta série de programas deverá atender às demandas de reflexão do ensino de Ciências
em diferentes áreas e etapas do ensino básico, respeitando os diversos níveis de tratamento dos
temas trabalhados. O fluxo do trabalho e a unidade entre os cinco programas da série estão baseados
na interatividade e na participação ativa de pesquisadores, professores e alunos. Durante a semana,
serão realizados experimentos nas escolas, cujos resultados serão discutidos nos programas. Relatos
de experiências pedagógicas bem sucedidas também serão discutidos durante os programas. Os
cinco programas da série visam estimular o desenvolvimento continuado de atividades de iniciação
científica nas escolas e provocar mudanças na prática pedagógica do ensino de Ciências.
2. Objetivos
• Estimular a prática da pesquisa científica na escola;
• Relatar experiências bem sucedidas de iniciação científica na escola;
• Oferecer orientação científico-pedagógica para desenvolver a iniciação científica na escola.
3. Fundamentação teórica
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Para os alunos, existe um alto grau de desvinculação entre a atividade científica e a vida cotidiana.
Em geral, entre eles não há consciência a respeito da medida em que a atividade científicotecnológica participa e afeta nossa realidade diária. A imagem do cientista na sociedade responde a
estereótipos muito marcados. Por causa disso, para os alunos, a ciência escolar é rotineira, é chata,
pouco útil e muito difícil.
Sabemos que os interesses dos alunos estão centrados na ação, no diálogo, na confrontação de
idéias, no trabalho em equipe, na experimentação, na reflexão conjunta, na busca de novos
questionamentos. As aulas de Ciências não conseguem transmitir o caráter de empresa vital,
humana, fascinante, indagadora, aberta, tolerante, útil e criativa que tem a atividade científica, pois,
muitas vezes, há uma brecha muito ampla entre o que se considera importante fazer na escola e o
que realmente é feito.
Esta série de programas tem como objetivo estimular a prática científica com a utilização da
metodologia de pesquisa que se baseia n a exploração ativa, no envolvimento pessoal, na
curiosidade, no uso dos sentidos e no esforço intelectual na formulação de questões e na busca de
respostas. Pretende oferecer respostas, mas, sobretudo, gerar a indagação e o interesse pela ciência,
vista como fonte de prazer, de transformação da qualidade de vida e das relações entre os homens.
Busca, também, alertar para as repercussões sociais do fato cientifico e formar cientistas sim, mas o
propósito educacional, antes de tudo, deve contemplar a formação de cidadãos, indivíduos aptos a
tomar decisões e estabelecer os julgamentos sociais necessários ao século 21.
A série busca democratizar o acesso ao conhecimento científico e tecnológico, incentivando o
interesse pela ciência e pelas relações entre os conceitos científicos e a vida. Deverá estimular a
interação de escolas com universidades, faculdades e outros centros de produção do conhecimento.
De um modo geral, visa contribuir para a constituição de uma base qualificada de recursos humanos
para o fortalecimento de programas de Educação para Ciência e Tecnologia nas escolas, com
enfoque sobre aspectos da aprendizagem e sobre os impactos sociais e educativos da atividade
científica.
Temas que serão debatidos na série Iniciação científica: um salto para a ciência, que será
apresentada no Salto para o Futuro/TV Escola de 20 a 24 de junho de 2005:
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PGM 1 - Ciência na escola
Neste programa, será abordada a questão da prática científica na escola. Serão apresentadas e
discutidas as várias etapas do método científico: levantamento de questões, análise dos conceitos
prévios e formulação de hipóteses, teste destas hipóteses, proposição de teorias e formulação de
leis. Deverá ser destacada a importância da interação entre a escola e centros de produção do saber
(universidades, faculdades, centros de pesquisa, etc.).
PGM 2 - Laboratório de Ciências
Neste segundo programa, o conceito de laboratório será discutido, destacando-se que o meio em que
a escola está inserida pode ser utilizado como o melhor dos laboratórios. É uma reflexão sobre o
conceito tradicional de labor et ora (trabalhe e reze). Não significa, porém, desprezar a importância
dos equipamentos de investigação científica. Relatos de experimentos com materiais de fácil acesso
e de baixo custo deverão estimular a prática da investigação científica na escola.
PGM 3 - Feira de Ciências
Feira de ciência é uma revolução pedagógica, como definia J. Reis. Esta é a proposta a ser
trabalhada neste programa. A feira é um instrumento bastante rico para a prática da atividade
científica. É uma forma de abrir a escola para estudar problemas de seu entorno, de sua
comunidade, de sua cidade, estado ou país, para discutir questões ambientais e/ou sociais, enfim, é
todo um mundo que se abre. É uma grande oportunidade para a interação escola-sociedade. A feira
deve fazer parte do currículo da escola e deve ser preparada desde o início do ano letivo. O
momento da feira representa um coroamento de todo um trabalho desenvolvido durante o ano e não
um evento pontual.
PGM 4 - Material didático de Ciências
A proposta deste quarto programa é discutir a utilização do livro e de outros materiais didáticos no
ensino das Ciências. O programa deverá oferecer orientação para uma boa escolha e utilização do
livro, além de fornecer exemplos de materiais didáticos complementares para a melhoria do ensino
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de Ciências.
PGM 5 - Divulgação científica
O objetivo deste quinto e último programa é destacar a importância da divulgação científica para
aproximar os alunos da ciência. A comunicação de resultados de pesquisa requer um trabalho
integrado com Língua Portuguesa, com a Arte e com as demais áreas do conhecimento, de um modo
geral. O programa deverá estimular hábitos de leitura, orientar para uma melhor seleção de
programas de rádio e TV, incentivar visitas a museus, etc.
Site para consulta: http://educar.sc.usp.br/bfl
Nota
1 Professor do Departamento de Química Fundamental (CCEN), da Universidade
Federal de Pernambuco (UFPE) desde 1979, tendo como principal linha de pesquisa
Química Quântica Computacional. Graduou-se em Química pela Universidade de
São Paulo (USP), instituição onde fez Mestrado e Doutorado. Pesquisador nível 1 do
CNPq e membro efetivo da Academia Pernambucana de Ciências. Diretor do
Espaço Ciência, em Olinda, Pernambuco. Autor de mais de 40 artigos publicados em
periódicos. Consultor desta série.
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PROGRAMA 1
CIÊNCIA NA ESCOLA
Estudantes cientistas
“Quero saber quantas estrelas tem no céu,
Quero saber quantos peixes tem no mar,
Quero saber quantos raios tem o sol...”
Lia de Itamaracá
I. Ciência, poder e prazer
O rápido crescimento da ciência ocorrido nos últimos 100 anos foi acompanhado por uma educação
formal focada cada vez mais na memorização de fatos. É necessário romper com este método e
familiarizar o estudante com a prática da ciência, destacando o prazer e a utilidade da descoberta,
formando cidadãos capazes de responder às necessidades do mundo atual. Cabe à escola
democratizar o acesso ao conhecimento científico e tecnológico, incentivando o interesse pela
ciência e pelas relações entre os conceitos científicos e a vida. Embora não seja uma tarefa simples,
a escola deve buscar a interação com universidades, faculdades, museus de ciência e outros centros
de produção e difusão do conhecimento. E vice-versa, universidades, faculdades e os centros de
pesquisa devem reconhecer seu papel de destaque na inovação da educação para a ciência . Assim,
estaremos constituindo uma base qualificada de recursos humanos para o fortalecimento dos
programas de educação para ciência e tecnologia, com enfoque sobre aspectos da aprendizagem e
sobre os impactos sociais e educativos da atividade científica. É preciso também permitir o debate
sobre as relações entre o conhecimento popular e o conhecimento científico, reforçar a interação da
escola com as famílias e a comunidade, enfatizando temas atuais, objetos de debate na sociedade,
estabelecendo relações entre conhecimento científico e exercício da cidadania.
II. Alunos têm opinião!
Para os alunos, existe um alto grau de desvinculação entre a atividade científica e a vida cotidiana.
Em geral, entre eles não há consciência de em que medida a atividade científico/tecnológica
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participa e afeta nossa realidade diária. A ciência escolar é rotineira, chata, pouco útil e muito
difícil. Sabemos que os interesses dos alunos estão centrados na ação, no diálogo, na confrontação
de idéias, no trabalho em equipe, na experimentação, na reflexão conjunta, na busca de novos
questionamentos. Entretanto, as aulas de Ciências não conseguem transmitir o caráter de empresa
vital, humana, fascinante, indagadora, aberta, tolerante, útil e criativa que tem a atividade científica.
A imagem do cientista, para os alunos e para a sociedade, responde a estereótipos muito marcados.
Quando se fala em cientista, a imagem recorrente é aquela do Einstein descabelado e com a língua
de fora. Também existe uma brecha muito ampla entre o que os mestres consideram importante
fazer e o que realmente fazem. E nem sempre estão, ou podem estar, em consonância com conceitos
atuais da teoria pedagógica e do conhecimento científico. E como, então, veicular informação
correta, precisa, adequada e atualizada? Talvez a resposta seja simples. Que tal experimentar uma
proposta pedagógica que considera ensinar ciência como o fazer ciência?
III. O que fazer?
Por quê? É esta simples pergunta que devemos estimular em nossos alunos. A interrogação deve se
tornar um hábito. Começar a fazer ciência é só começar a perguntar. Desta forma, estaremos
iniciando a prática científica, descobrindo que a utilização da metodologia de pesquisa se baseia n a
exploração ativa, no envolvimento pessoal, na curiosidade, no uso dos sentidos, no esforço
intelectual na formulação de questões e na busca de respostas. Construir e oferecer respostas, mas,
sobretudo, gerar a indagação e o interesse pela ciência, vista como fonte de prazer, de
transformação da qualidade de vida e das relações entre os homens. E sempre alertar para as
repercussões sociais do fato cientifico. Formar cientistas sim, mas o propósito educacional, antes de
tudo, deve contemplar a formação de cidadãos, indivíduos aptos a tomar decisões e a estabelecer os
julgamentos sociais necessários ao século 21.
Também é simples estimular a utilização do método científico na escola. Basta propiciar situações,
tanto coletivas como individuais, para observações, questionamentos, formulação de hipóteses,
experimentação e elaboração de teorias e leis pelo aluno, submetendo-as à validação no processo de
troca professor – classe. É bom começar valorizando e identificando o conhecimento que o aluno
detém sobre o que se pretende ensinar. Este procedimento é também um reconhecimento de que a
construção do conhecimento é um empreendimento laborioso e que envolve diferentes pessoas e
instituições, às quais se deve dar o devido crédito. Assim, é possível relacionar o conhecimento
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construído com aquele historicamente acumulado, considerando que a descoberta tem um ou mais
autores e um contexto histórico que deve ser enfatizado e trabalhado.
IV. Uma lição e dez exemplos
Existem muitos outros, mas vamos citar aqui apenas dez exemplos de como a proposta acima
exposta vem sendo trabalhada. Em 1988, o Professor Leopoldo De Meis, do Departamento de
Bioquímica Médica da Universidade Federal do Rio de Janeiro, inaugurou um curso de férias para
expor professores e estudantes do Ensino Médio à prática da ciência: duas semanas para professores
e uma semana para alunos nas férias escolares de janeiro e de julho. Em 2004, o tema desenvolvido
no curso da UFRJ foi “Quanto mais quente melhor”. Neste curso, professores e alunos tentaram
desvendar experimentalmente tópicos na área biomédica. Mas o projeto do Professor De Meis, que
tem como título geral “Geração de novos espaços de interação entre ciência e educação”, envolve
hoje 10 universidades no país, entre as quais a Universidade Estadual de Campinas e as federais de
Pernambuco, Pará, Ceará, Rio Grande do Norte, Minas Gerais, Santa Catarina, Porto Alegre
(UFRGS) e Santa Maria. Em Pernambuco, no Departamento de Química Fundamental da UFPE,
por exemplo, o curso chama-se “O que Ricardo Ferreira disse para sua cozinheira ”, explorando a
química na cozinha. No primeiro dia de atividades, os alunos-cursistas simplesmente perguntam:
por quê? Por que a panela de pressão cozinha mais rápido? Por que a maçã escurece quando
cortada? Por que o leite derrama quando ferve? Por que o fósforo acende quando colocado no óleo
quente que está no ponto certo de fritura? Por que a chama fica amarela quando entra em contato
com o sal? Perguntas não faltam. Em seguida, os alunos se agrupam, selecionam um conjunto de
questões e partem em busca das respostas. Levantam hipóteses e buscam verificá-las. Usam toda a
infra-estrutura dos laboratórios que estão disponíveis para eles. São acompanhados por monitoresalunos do programa de pós-graduação, que são orientados para não dar resposta pronta. São
problematizadores. Todos têm acesso a bibliotecas e à internet. No final da pesquisa, os alunoscursistas devem apresentar um relatório, sistematizando os resultados através de textos, desenhos,
figuras, tabelas e outros registros característicos das ciências. É uma forma de estimular o emprego
(construção e análise) de recursos de comunicação comumente utilizados no meio científico. No
final do curso, cada grupo deve dar uma aula sobre o assunto pesquisado. Em geral, usam formas
criativas, especialmente dramatizações e representações teatralizadas.
O(a)s aluno(a)s do Ensino Médio de baixa renda que se destacam nos cursos são convidado(a)s a
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estagiar no laboratório sob a orientação de um estudante de doutorado e, indiretamente, pelo seu
orientador. O objetivo não é só melhorar o nível do estudante, mas prepará-lo para entrar na
universidade pública. Nesta parceria, estudante de baixa renda e estudante de pós-graduação, ambos
são educados. O estudante ajuda no trabalho experimental, mas ao mesmo tempo mostra uma
realidade social nem sempre visível ao pós-graduado. Por outro lado, o pós-graduado funciona
como tutor que ajuda no entendimento da matéria escolar e mostrando o fazer cientifico no trabalho
de bancada. Nos últimos 17 anos, cerca de 10 mil estudantes participaram deste programa e pelo
menos metade destes ingressaram na Universidade, muitos fazem (ou já concluíram) pósgraduação, um ou outro já fez pós-doutorado (um deles na Universidade de Harvard) e outros estão
atualmente estagiando em laboratórios das universidades. Também o(a)s professores(as) que se
destacavam nos cursos são convidado(a)s para estagiar nos laboratórios de pesquisa por período de
um a 2 anos. Uma extensão desta iniciativa é o encaminhamento para a pós-graduação. Atualmente
vários(as) professores(as) estão concluindo ou já concluíram seus programas de pós-graduação.
Alguns já são hoje professores universitários.
V. Experimente você também
Sim, experimente! Por que não? Não se preocupe se você não dispõe de laboratório. Você vai se
surpreender com sua criatividade e a de seus alunos. A sabedoria popular diz que conselho, se fosse
bom, ninguém dava, mas cobrava . Mas isto não vale para nós, professores, que queremos
compartilhar experiências em busca da melhoria do ensino. Não se trata de uma receita, mas a
seguir apresentamos alguns conselhos:
• Escolha um tema e solicite que seus alunos façam a pergunta: por quê?
• Selecione, junto com seus alunos, as perguntas mais interessantes, úteis e simples;
• Deixe que os alunos levantem hipóteses e formas de testar estas hipóteses;
• Assegure que os experimentos propostos sejam factíveis, com resultados confiáveis e
interpretação teórica correta;
• Cuide para não gerar situações inadequadas, como as que ferem leis, normas de segurança ou que
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não respeitem os direitos do trabalhador e do cidadão;
• Privilegie a apresentação da terminologia científica, fazendo uso, quando necessário, de
aproximações adequadas, sem, no entanto, ferir o princípio da correção conceitual;
• Estimule a leitura de textos complementares, revistas especializadas e livros disponíveis na
biblioteca da escola, da cidade, dos alunos, dos amigos, etc.;
• Proponha o uso de computadores para pesquisa na internet, simulações, argumentação e registro.
Uma dica para evitar sites sem credibilidade é não aceitar aqueles com a extensão .com;
• Valorize a comunicação da ciência, utilizando diferentes propostas (seminários, teatro, painéis,
exposições, experimentos), linguagens e formatos apropriados;
• Realize o debate sobre a ética da ciência e as relações entre conhecimento e poder, abordando, de
forma sistemática, as repercussões, relações e aplicações do conhecimento;
• Contemple as diversidades geográfica, social e política na exploração dos conceitos científicos;
• Evite estereótipos e associações que depreciem grupos étnicos ou raciais, ou que desvalorizem a
contribuição que todos os diferentes segmentos da comunidade;
• Incentive uma postura de respeito ao ambiente, conservação e manejo correto;
• Considere uma visão humanística da ciência;
• Proponha a integração das linguagens. Interaja com seus colegas professores de outras
disciplinas;
• Prepare, desde o início do ano letivo, uma Feira de Ciências para apresentar o resultado de seu
trabalho e de seus alunos;
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• E, principalmente, valorize o papel do professor como um problematizador e não um simples
facilitador ou monitor de atividades.
E dê dez para você e seus alunos!
Referências bibliográficas
“Ciência Hoje das Crianças”. Esta é uma coleção preciosa. Qualquer volume é muito bom.
“Ensinar as Ciências na Escola”, do projeto “A mão na massa”, CDCC-USP São Carlos, 2005.
"O Método Científico" e os DVDs: "Ensinando Ciência com Arte", "A mitocôndria", "O ciclo de
Krebs" e "Uma breve história do conhecimento" de Leopoldo De Meis e colaboradores, UFRJ, Rio
de Janeiro. Distribuição gratuita em escolas públicas.
Apostila do Curso “O que Ricardo Ferreira disse para sua cozinheira”, Antonio Carlos Pavão e
colaboradores, DQF-UFPE, 2005.
Vídeos e publicações diversas da TV Escola.
Pesquise, se puder, na internet, evitando os sites (ou tomando todo o cuidado) de extensão .com
Agradecimentos:
Devemos destacar o apoio da VITAE para este programa. Trata-se de uma organização sem
fins lucrativos que, com uma visão moderna e transformadora, tem desenvolvido no Brasil um
efetivo esforço de apoio à educação, à cultura e à promoção social.
Ao Professor Leopoldo De Meis, os agradecimentos pela lição para a construção de uma nova
educação para a ciência.
Nota
1 Professor do Departamento de Química Fundamental (CCEN), da Universidade
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PROGRAMA 2
LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS
Dietrich Schiel 1
Introdução
A ciência é uma criação humana que se destina à nossa compreensão da complexidade da natureza
que observamos. A natureza em si não é científica – ela simplesmente é, está aí a desafiar a nossa
curiosidade, percepção e capacidade de criar modelos que a expliquem.
Para que nosso aluno possa entender o que seja a ciência, não basta transferir o conteúdo pronto, é
necessário que, de uma maneira ou de outra, ele participe desse diálogo com a natureza através do
qual se cria o conhecimento científico. “Linguagens” desta indagação à natureza são a
experimentação e a observação sistemática.
Para realizar essas ações em sala de aula, há necessidade da ferramenta experimental, materiais
construídos ou a construir pelo professor e seu aluno. Estes materiais podem se inserir em uma
proposta pedagógica existente ou, então, podem se inserir na proposta que o professor já esteja
usando. Na minha carreira, desenvolvi as duas possibilidades: a Experimentoteca é material
experimental que o professor pode usar da maneira que convém à sua própria proposta de trabalho.
Por outro lado, o programa “A mão na massa” é constituído de uma proposta pedagógica,
juntamente com o material apropriado à sua aplicação.
A Experimentoteca pública
A Experimentoteca é um Laboratório de Ciências que pretende racionalizar o uso de material
experimental, da mesma maneira que uma Biblioteca Pública facilita o acesso de um grande número
de publicações a um público extenso. Nos locais onde a Experimentoteca entrou em uso, ela é
sediada em Centros de Ciências, Prefeituras Municipais, Institutos Universitários que mantêm
convênio com autoridades educacionais, Parques de Tecnologia ou Clubes de Ciência. Um mesmo
acervo atende, simultaneamente, a 20 ou até a 30 escolas e mais de 4.000 alunos por ano podem
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usá-lo. A pouca ociosidade do acervo circulante e a alta qualidade, que torna a manutenção simples,
acabam por gerar um sistema de baixo custo para a experimentação executada por aluno. A
Experimentoteca destina-se a alunos de 5ª a 8ª séries do Ensino Fundamental, podendo ser adaptada
a outras faixas etárias. Um projeto que está em vias de ser entregue para aplicação destina-se ao
Ensino Médio.
A Experimentoteca completa é constituída por 74 itens para o Ensino Fundamental e mais 54 para o
Ensino Médio. É formada basicamente por material experimental ou demonstrativo, além de filmes
para vídeo, mapas, modelos e jogos. O material experimental possibilita a experimentação por parte
dos alunos, havendo material para 10 equipes de alunos trabalharem simultaneamente sobre cada
tema.
O programa Experimentoteca prevê a capacitação dos professores usuários do sistema em cursos
específicos.
A Experimentoteca é projetada de acordo com modernas técnicas de design , permitindo a
reprodução em série. É um produto patenteado, sendo a patente explorada por uma empresa
especializada.
A Experimentoteca pode ser adquirida. No entanto, muitos dos experimentos podem ser realizados
com material improvisado. Uma relação completa dos roteiros, com listas de material, encontram-se
na página http://www.cdcc.sc.usp.br/exper.htm
Clicar em “relação dos itens que compõem a Experimentoteca”.
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Transformação de energia: a energia da chama faz a água subir até o tubo de ensaio
Kits de Química e de microscopia
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Capacitação de professores indígenas em Mato Grosso do Sul no uso da Experimentoteca .
O que é ABC na Educação Científica – A Mão na Massa ?
A idéia geral de A Mão na Massa é um desdobramento da Pedagogia Ativa, já praticada por um
bom número de professores nas séries iniciais do Ensino Fundamental e da Educação Infantil.
Consiste em criar condições para que a criança participe da descoberta dos objetos e fenômenos da
natureza, fazendo que os contate em sua realidade, como objetos de observação e de
experimentação, estimulando a imaginação e desenvolvendo o domínio da linguagem: a criança se
apropria de conhecimentos consolidados.
Mais precisamente, o esquema típico de uma aula de A mão na massa é o que se segue:
• Dirigida pelo professor, uma criança colocou uma questão relativa a seu ambiente, inanimado ou
vivo. Ao invés de responder, o professor devolve a questão à classe: “e vocês, o que acham disso?”
levantando as hipóteses das crianças e fazendo, assim, trabalhar a sua imaginação.
Uma experiência simples (observação, manipulação, medida...) é então proposta. Conduzida pelas
crianças em pequenos grupos, esta experiência deverá, em princípio, levar à resposta, fazendo que
retornem às hipóteses iniciais e conduzindo, então, ao processo de dialética/ raciocínio/
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experimentação, que se situa no próprio âmago do conhecimento científico. Enfim, as crianças são
levadas a se expressarem (exposições breves, redação num caderno de experiências) sobre a
pequena aventura que vêm a viver juntas, enriquecendo seu vocabulário, tornando mais precisa a
sua lógica e, portanto, a sua sintaxe.
Há diversos relatos de professores que constataram que este procedimento é especialmente eficaz
com alunos que antes demonstravam dificuldades na alfabetização. Há um projeto piloto em São
Paulo usando esse método na Educação de Jovens e Adultos.
Apresentamos acima um esquema ideal no qual, em muitos casos reais, pode ser omitido um dos
elementos. Assim, os seres vivos ou os objetos do céu levam a questões específicas. Da mesma
maneira, a experiência poderá fracassar, obrigando o professor a fornecer a resposta à questão
inicial. Seja como for, decorre que o engajamento pessoal da criança – quando seus sentidos e sua
inteligência são solicitados – tende a lhe tornar a ciência amável e viva.
Em 1995, Georges Charpak, prêmio Nobel de Física, a quem se juntaram Pierre Léna e Yves Quéré,
da Academia das Ciências, iniciou na França o programa La main à la pâte com o propósito de
revitalizar o ensino das Ciências na escola primária. Além da parceria das autoridades educacionais
daquele país, os acadêmicos contam com o apoio de uma equipe dedicada de dez pessoas em tempo
integral, em contato estreito com pesquisadores de renome nas Ciências e na Educação.
No Brasil, o programa, que se insere na tradição criada a partir do Manifesto dos Pioneiros da
Educação Nova (1932), é desenvolvido desde 2001 numa parceria com a A cademia B rasileira de
C iências com o nome ABC na Educação Científica – A Mão na Massa , sendo coordenado por
Ernst Wolfgang Hamburger. Procedimentos de Educação a Distância possibilitaram que o programa
esteja hoje presente em 11 cidades brasileiras: São Paulo, São Carlos, Rio de Janeiro, Ribeirão
Preto, Jaraguá do Sul, Vitória, Campina Grande, Salvador, Juiz de Fora, Viçosa e Piracicaba . O
professor interessado encontra informações que permitem aplicar as idéias desta proposta em
http://educar.sc.usp.br/mm . Lá há diversos roteiros de experimentos, quase todo o material pode ser
improvisado. Lá se encontram também as bases metodológicas desta nova proposta educacional.
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Em Vitória (ES) os alunos discutem quais frutos irão flutuar e quais irão afundar
Nota
1 Professor da USP – São Carlos. Vice-diretor do Centro de Divulgação Científica e
Cultural da USP – São Carlos.
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PROGRAMA 3
FEIRA DE CIÊNCIAS
Feira de ciências: a produção escolar veiculada e o desejo de conhecer no
aluno
Maria Edite Costa Lima 1
“As coisas estão no mundo, só que eu preciso aprender.”
(Paulinho da Viola. Coisas do mundo, minha nêga)
Aprendemos com a Psicanálise que a linguagem se constitui através da relação com as pessoas.
Instaura-se a partir do desejo – da criança e do Outro – de estabelecer trocas, de partilhar o mundo.
Penso que assim também ocorre com o processo de aprendizagens ao longo da vida. Nossa
curiosidade, portanto, é fruto de uma construção que tem no Outro seu catalisador.
Imaginem o que aconteceria a vocês, leitores, se, dia após dia, produzissem objetos, fatos e
conhecimentos
que
ninguém
observasse:
empobrecimento,
esvaziamento,
desestímulo,
imobilização.
Temos assim que a interlocução é fator determinante na aquisição de conhecimentos e na geração
de descobertas. E a escola, como local de produção de conhecimento, precisa estar atenta a esta
necessidade humana fundamental – o diálogo. De preferência, um diálogo o mais amplo possível,
compreendendo que é da diversidade de pontos de vista que nascem as indagações e
questionamentos.
No terreno da educação científica, esta necessidade é vital. Por vários motivos. Primeiramente,
porque a linguagem é um instrumento que apóia a organização de idéias, a elaboração e a
sistematização de conceitos. Quanto mais empobrecida a prática do diálogo em sala de aula, menos
reflexivo e argumentativo é o aluno. E o modelo escolar tem, via de regra, limitado as
possibilidades de troca pelo aluno, seja colocando-o na posição de receptor – aquele que ouve –,
seja reduzindo as fontes de interlocução, centradas na figura exclusiva do professor.
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O universo, dessa forma, fica reduzido a uma janela, apenas.
As Feiras de Ciências (ou Feiras de Conhecimentos, ou Feiras de Ciência e Cultura) se apresentam
então como um convite para abrir todas as janelas: da curiosidade e do interesse do aluno, da
criatividade e da mobilização do professor, da vida e do sentido social da Escola.
Ao definir um projeto de Feira de Ciências na escola, é possível perceber de imediato uma série de
mudanças positivas na movimentação dos alunos e em suas aquisições. Então vejamos:
A Feira como mobilizadora da produção – A perspectiva de expor um trabalho gera no grupo um
compromisso com a qualidade – querem fazer melhor –, pois o sentimento de autoria tem este poder
de identificar o aluno com sua produção;
A Feira como mídia – Não se produz por produzir, ou simplesmente para receber uma nota. A
função do conhecimento aqui é social, precisa ser veiculada, tem um interlocutor real e um
potencial de repercussão entre as pessoas;
A Feira como espaço de trocas e amplificação de aprendizagens – Ao submeter um trabalho à
avaliação, os alunos têm a oportunidade de ouvir comentários e questões sobre o que produziram,
encontrando outras perspectivas/outros ângulos de visão. Ao visitar outros trabalhos, eles têm a
possibilidade de contato com novos objetos de conhecimento e novos parâmetros de produção;
A Feira como geradora do protagonismo – Muitos trabalhos apresentados em Feiras de Ciências,
atualmente, têm buscado uma contextualização, num esforço de estabelecer relações entre seus
objetos de estudo e as possíveis aplicações na realidade. Assim, tem sido comum verificar a
presença de trabalhos que trazem denúncias sociais e ambientais ou orientações ao público,
colocando os estudantes num papel de transformadores, de formadores de opinião, contribuindo
para a formação de atitudes nos jovens e para o desenvolvimento de uma concepção política do
fazer científico. Possivelmente tais atitudes são determinadas pelo espaço de divulgação dos
trabalhos oportunizado pelas Feiras;
A Feira como estímulo ao trabalho cooperativo – Na realização de um trabalho para apresentação
em Feiras de Ciências, a dimensão e as demandas do trabalho – leituras, pesquisas, entrevistas,
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realização de experiências, construções, sistematização e roteiros de apresentação – envolvem um
esforço que requer planejamento, divisão de tarefas, e controle das ações;
A Feira como exercício de um estilo redacional específico – No caso, os resumos de trabalhos
científicos, que são o meio de apresentação dos projetos na fase de inscrição, anterior à feira, de
modo geral também submetidos à análise pela comissão avaliadora. Os resumos têm padrões
lingüísticos específicos, envolvendo a objetividade, a capacidade de síntese e a observação de itens
como apresentação, objetivos, metodologia e resultados dos trabalhos;
A Feira como impulsionadora da competência comunicativa – Exploram-se formas de
comunicar a diferentes públicos, exercitam-se a habilidade de argumentação e a compreensão da
perspectiva do outro, o ouvinte. Desenvolvem-se, ainda, múltiplas formas de apresentação, nas
quais estão presentes a preocupação estética, a utilização de objetos e estratégias interativas, a
criação de cenários, cartazes, o uso eficiente do espaço e do tempo disponíveis;
A Feira como exercício de avaliação – do próprio trabalho, do trabalho do outro, dos instrumentos
e da infra-estrutura da própria Feira.
Como organizar um Projeto de Feira de Ciências na Escola?
O trabalho começa com a definição, no planejamento anual da escola, do período de realização da
Feira.
A partir daí, as diferentes equipes – direção, coordenação, professores e alunos – assumirão papéis e
tarefas específicos.
Diretores e coordenadores deverão, por exemplo, discutir e planejar com os professores, definindo
quais as turmas que participarão do projeto. Para gerar um movimento de ebulição na escola, de
troca de idéias e experiências, o ideal seria contar com todas as turmas.
A escolha dos temas também é uma questão a ser tratada entre os integrantes da equipe pedagógica,
sendo várias as possibilidades: pode-se partir de um tema mais geral, cada turma se encarregando de
22
identificar subtemas adequados aos interesses e níveis dos grupos, ou determinar-se um período
para levantamento de propostas de temas diferentes em cada turma. As pesquisas serão comuns para
toda a turma? Uma mesma turma poderá abrigar diferentes projetos de pesquisa? O importante,
neste caso, é não perder de vista o interesse e o envolvimento dos alunos com os objetos de estudo
eleitos.
No planejamento, é necessário prever recursos e infra-estrutura. A decisão do quantitativo de
trabalhos, por exemplo, deve considerar os recursos humanos disponíveis na escola para prestar
apoio e orientação a cada um deles.
Considerando que cada equipe responsável pelos trabalhos a serem apresentados na Feira também
precisará planejar seus passos, é importante divulgar uma série de informações, através de um
regulamento ou simplesmente da comunicação direta entre as equipes de alunos e seus orientadores:
data e duração da Feira; delimitação de temas ou áreas de conhecimento; se haverá um prazo para
inscrição dos trabalhos; quais os dados necessários para as inscrições; o formato de apresentação
dos trabalhos, tanto na versão escrita (resumo) quanto na apresentação presencial, no momento da
Feira; como serão expostos os trabalhos – espaço, tempo de apresentação, materiais disponíveis
pela organização da Feira e se haverá avaliação dos trabalhos. Neste último caso, também é
importante para as equipes expositoras tomar conhecimento dos critérios de avaliação utilizados.
Algumas Feiras que envolvem a participação de diferentes níveis de ensino costumam definir
critérios de avaliação específicos para cada um deles: Iniciação à Pesquisa (para os mais jovens);
Incentivo à pesquisa (para os estudantes de nível mais avançado).
Outras estabelecem a participação de apenas um nível de ensino e elaboram diferentes critérios de
avaliação segundo a natureza dos objetos de estudo dos trabalhos: Ciências Exatas e da Terra,
Biológicas e da Saúde, Agrárias, Sociais e Humanas, Engenharia, Tecnologia. Outras, ainda,
associam as duas alternativas. Podem-se também estabelecer diferentes categorias para análise dos
trabalhos.
Finalmente, caberá às escolas definir se serão conferidos Prêmios ou certificados. Considerando que
as escolas que se envolvem num projeto dessa natureza têm como objetivo estimular o gosto pela
pesquisa e fortalecer a educação científica dos alunos, cabe lembrar que um saudável meio de
23
ampliar estes objetivos seria assegurar a participação, ao final da Feira na escola, de algumas
equipes em Feiras de dimensão mais ampla, como as Estaduais ou Nacionais.
O debate atual sobre avaliação em Feiras de Ciências tem contribuído para introduzir novas
metodologias, em particular a avaliação participativa, na qual se incluem como avaliadores os
expositores, público e especialistas. Esta é uma visão democrática da avaliação, que passa a ser
formadora, na medida em que tem como eixo a perspectiva de mudança de atitudes e a qualificação
dos trabalhos. Esta nova forma de avaliar considera que a prática tradicional de ‘julgamento' e
eleição de premiados contradiz os objetivos de estimular a produção científica nas escolas.
Divulgados os parâmetros de realização da Feira na escola, temos um período de intenso e saudável
movimento de preparação. Mãos à obra e bons frutos!
Para saboreá-los, convidem pais, familiares, amigos da escola, pesquisadores que colaboraram com
os trabalhos, pessoas da comunidade, outras instituições escolares do bairro, autoridades e cientistas
locais. E aproveitem este momento festivo do saber!
Difícil? Cansativo? Custoso? Complicado? Nem tanto...
Muitas vezes, as escolas têm interesse em promover Feiras de Ciências, mas algumas idéias
impedem sua realização. Uma delas é a de que as Feiras envolvem um alto custo e recursos
sofisticados.
O papel dos gestores escolares está exatamente em resolver, com criatividade, a equação custo X
benefício, adaptando e criando soluções viáveis: Não é possível financiar estandes? As bancadas e
carteiras escolares podem resolver o problema de divisão de espaços e suportes para as exposições.
O material necessário para a montagem dos trabalhos requer verba extra? Muito se pode fazer
utilizando-se sucatas ou descartáveis. Não se dispõe de recursos para aquisição de troféus? Uma
entrega de certificados atende ao objetivo de valorizar, simbolicamente, os expositores.
Outra justificativa comum para a não realização de Feiras de Ciências é a dificuldade em
compatibilizar o tempo didático com o programa de conteúdos previsto para o ano letivo. Aqui, é
preciso uma opção e a compreensão, pelos educadores, dos princípios pedagógicos
24
contemporâneos. Perrenoud (2001) nos fala desse impasse, posto pelo crescente acúmulo de
conhecimentos na modernidade. Visto que é impossível fazer face a todas as informações, há que se
optar entre um ensino superficial e meramente informativo e a formação de atitudes para o
aprender, para a busca de informações.
Segundo Shamos (1995), a qualidade da ciência aprendida na escola tem pouca permanência além
da etapa escolar. O que passa por “alfabetização científica” é semântica, vocabulários sem
correspondência conceitual e, na pior das hipóteses, o sentimento de conhecer alguma coisa sem o
comprometimento de uma compreensão do que se trata.
Cabe a nós, mestres, compreender que, ao optarmos por um projeto de pesquisa, estaremos
favorecendo o fazer ciência na prática, o que envolve a abordagem de conceitos fundamentais,
presentes nos demais itens curriculares, como, por exemplo, as noções de ciclos e sistemas.
Quanto aos demais argumentos, deixo a vocês, educadores, a tarefa de exercitarem, no seu
cotidiano, a busca de caminhos alternativos, tendo em mente que os resultados serão sempre novas
aprendizagens para alunos, professores e escola.
Para apoiar esta recomendação, apresento abaixo o depoimento de uma aluna, hoje universitária em
Biologia, ex-participante da Feira Estadual de Ciências de Pernambuco, a Ciência Jovem :
“ Quero dizer o quanto foi importante para mim ter participado das feiras.
Hoje, ao entrar no site da universidade, vi uma nota de divulgação da
Ciência Jovem PE e lembrei o quanto ganhei de conhecimento por
participar da mesma... Tanto com o trabalho sobre locomoção, aos doze
anos, quanto com o de saúde bucal, aos treze. Além também de poder ter
visto os trabalhos dos colegas na época. Continuem com esse trabalho
maravilhoso, que estimula os jovens a seguir com a ciência.
Obrigada por tudo!
Um grande abraço,
Bruna”
Os projetos de pesquisa dos alunos
A escolha do tema deve ter a participação do aluno, buscando desde o início a motivação para o
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levantamento de questões. Segundo o Professor Ronaldo Mancuso (2003), os trabalhos em geral
podem ser reunidos em três categorias: 1. T rabalhos de montagem (aparelhos/ artefatos
demonstrativos); 2. T rabalhos informativos (demonstração de conhecimentos acadêmicos/alertas/denúncias) e 3. Trabalhos investigatórios (projetos em que costuma ocorrer produção de
conhecimentos). O informativo e o investigativo podem estar integrados, com o propósito de que as
Feiras possam ser de fato uma oportunidade para os jovens fazerem ciên-cia "na prática",
resolvendo problemas, identificando regularidades, criando meios de interpretar sua realidade.
Muitos dos problemas ou questões geradoras surgem de situações presentes na realidade dos alunos,
de sua rua, bairro, cidade. Se bem encaminhados, podem permitir análises mais amplas, partindo-se
do particular para o universal.
Para isto, é fundamental ter clareza dos objetivos da pesquisa. E são as questões levantadas desde o
início que encaminharão o roteiro das investigações. Contrariamente ao que se afirma, um bom
professor não é aquele capaz de dar boas respostas, mas aquele que sabe fazer boas perguntas.
Juntamente com os alunos, o projeto vai se delineando: O que se quer saber? Qual o conhecimento
acumulado sobre o fenômeno?
Com base nestas questões, o segundo passo é identificar os instrumentos para o levantamento de
dados: entrevistas, questionários, roteiros de observação, experimentos, registro de informações.
Para o encaminhamento de todas essas tarefas, é bom lembrar que a colaboração entre professores e
o trabalho interdisciplinar é um forte elemento para a qualificação dos projetos.
A partir daí, investem-se de poder os jovens pesquisadores, livres para ir ao mundo investigando,
indagando, observando, consultando fontes vivas, memórias do bairro, mora-dores, organizações,
universidades, bibliotecas, computadores, colocando lado a lado saberes formais e informais,
produzindo esquemas e registros de dados, checando informações e interpretando a realidade para
construir novas versões.
O papel do professor deve contemplar o desejo de conhecer junto com seus alunos, numa parceria
que reafirma uma competência interessada em instigar no jovem o desejo e os caminhos de buscar o
conhecimento.
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Muitas vezes, tem-se a impressão de que este movimento é possível apenas com os jovens, mas é
preciso iniciar cedo, pois as bases do interesse em ciências têm origem na infância.
Tem sido comum, durante o desenvolvimento das pesquisas, “as universidades e centros de
pesquisa serem ‘invadidos' por estudantes. É uma oportunidade de exercitar a tão desejada e
necessária integração da academia com a escola. Alguns pesquisadores, com variadas obrigações e
interesses, às vezes não gostam desta invasão , pois é comum o aluno ir à univer-sidade sem uma
boa orientação. Mas tais problemas são perfeitamente superáveis. Existem professores e
departamentos universitários, com uma visão mais clara da importância das feiras, que montam
estruturas para atender esta demanda” (Pavão, A. C., 2004).
A nova etapa será o momento de retorno para se debruçarem sobre os dados levantados,
interpretando e sistematizando os resultados.
Finalmente, resta identificar formas de comunicar, para um público real – e aí o conhecimento se
redimensiona, investido de um sentido social – o outro. Alunos e professores crescem, se
multiplicam, agora não é mais uma classe, uma sala de aula, é o mundo, a vida, a Feira, a praça que
ferve e quer saber, e pergunta, e provoca novos olhares e desejos de saber mais. As Feiras de
Ciências, se bem encaminhadas e devidamente inseridas no currículo escolar, podem favorecer uma
revolução pedagógica com forte intervenção social nas comunidades.
Queremos saber, o que vão fazer, com as novas invenções
Queremos notícia mais séria, sobre a descoberta da antimatéria
E suas implicações, na emancipação do homem
Das grandes populações. Homens pobres das cidades, das estepes, dos sertões
Queremos saber, quando vamos ter raio laser mais barato
Queremos de fato um relato, retrato mais sério
Do mistério da luz, luz no disco voador
Pra iluminação do homem, tão carente e sofredor,
Tão perdido na distância, da morada do Senhor
Queremos saber, queremos viver, confiantes no futuro
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Por isso se faz necessário, prever qual o itinerário da ilusão, a ilusão do poder
Pois se foi permitido ao homem tantas coisas conhecer
É melhor que todos saibam o que pode acontecer
Queremos saber...
Gilberto Gil
MANCUSO, Ronaldo. Feiras de Ciências: produção estudantil, avaliação, conseqüências . 2003.
PAVÃO, Antonio Carlos. Prefácio Livro Resumo X Ciência Jovem de Pernambuco. 2004.
PERRENOUD, Philipe. Formando professores profissionais: Quais estratégias? Quais
competências?. Porto Alegre: Artmed Editora, 2001.
SHAMOS, M. H. The myth of scientific literacy . New Jersey, Rutgers University Press, 1995.
Nota:
1 Professora e Coordenadora da Ação Educativa do Espaço Ciência de
Pernambuco.
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PROGRAMA 4
MATERIAL DIDÁTICO DE CIÊNCIAS
O material didático para o ensino de Ciências
Carlos A. Arguello 1
É possível encontrar hoje, no mercado brasileiro, um número significativo de empresas
fornecedoras de material didático de boa qualidade para laboratórios de ensino de Ciências e para a
sala de aula.
Quero aqui tecer algumas considerações sobre a possibilidade de utilizar elementos do dia-a-dia,
sem custo, para enriquecer as atividades experimentadas na escola, introduzindo os jovens no
processo científico, independentemente da existência de laboratórios bem equipados.
As características que exigimos do material didático para utilizar na Educação em Ciências
dependem, obviamente, do que entendemos por Educação em Ciências, e do que entendemos por
Ciência.
Eu tenho uma visão das Ciências, compartilhada por alguns, ignorada pela maioria, mas que sempre
guiou minhas atividades como um pressuposto útil, norteador.
Acredito que a Ciência é essencialmente processo, com finalidade, características, procedimentos e
metodologias próprios, ainda que variados. Não é para mim tão somente o acúmulo de
conhecimentos socialmente construídos, caracterizados por uma metodologia particular, de acordo
com uma das definições mais populares.
Processo indica movimento, vida, ação.
O processo de fazer Ciência é um processo criativo, portanto produz resultados, conhecimentos, que
foram ou irão ser assimilados pela humanidade, mas que isolados do processo da sua construção
não são Ciência, porque não são mais processo.
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Para marcar esta diferença conceitual, chamo a este corpo de conhecimentos ou saberes, de
CIÊNCIA MORTA . Ela pode ser acumulada em prateleiras de bibliotecas, em arquivos digitais,
na memória do povo: são leis, princípios, teoremas, demonstrações, teorias. São os restos do
processo, as cinzas de uma fogueira que pode tornar-se novamente chama, processo. Estas cinzas
podem também permanecer frias, mortas, estáticas, classificadas e arquivadas por longos períodos,
talvez para sempre.
Esta forte separação entre Ciência Viva, como processo, e Ciência Morta, como informação,
confesso que tem algo de exagero, mas é muito útil para conceituar a Educação em Ciências, porque
ali sim, sem exageros, é completamente diferente educar no processo de fazer, de construir a
Ciência e ensinar ciência mostrando, ensinando os resultados da Ciência feita por terceiros, aquilo
que chamamos de Ciência morta, informação, conhecimentos, saberes.
O processo de fazer ciência é um processo construtivo, e como tal, precisa de material de
construção, de nutrientes, de combustíveis. Uma boa parte deste material é fornecida pelos
arquivos, pelos depósitos onde descansa a Ciência Morta. Ciência Morta, mas útil, como as cinzas
do incêndio no cerrado.
Na Ciência, o processo pode ser considerado em duas etapas, ou dois contextos, o contexto da
descoberta e o contexto da validação.
No contexto da descoberta, a procura da resposta criativa, do insight , ou iluminação, muitas vezes é
alcançada em forma não consciente, não linear, bem longe do que se chama “método cientifico”. No
contexto da validação, a metodologia formal utilizada possui uma linguagem própria, em geral
matemática, a solução proposta é testada em forma controlada, laboratorial, e a sua divulgação,
entre especialistas, colegas, mestres, cientistas, é uma necessidade importante e imprescindível que
encerra este processo. Estas características podem ser vivenciadas tanto na escola por nossos
alunos, em forma simples, ou pelos grandes especialistas, em laboratórios custosos, sofisticados, à
beira da ficção.
No caso do cientista profissional, o resultado do processo criativo deve ser de originalidade
“absoluta”, universal, isto é, jamais antes proposto.
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No caso do aluno, o resultado do processo criativo científico deve trazer novidade para ele, para
seus colegas e professores, para o meio que o rodeia, podendo ser, então, a sua originalidade
restrita, e este resultado ser uma re-descoberta.
Pretendemos agora dar alguns exemplos de atividades que ilustram o que dizemos, respondendo
ainda a outra questão, que está sempre presente nas discussões sobre ensino de Ciências. É sobre
uso, custo, construção, sofisticação do material didático experimental a ser utilizado nas escolas,
centros de ciência, museus, etc.
No processo de fazer ciência, devemos observar, medir, registrar, isolar os parâmetros relevantes,
calcular, saber navegar pela informação redigir-expor, etc.
Portanto, será necessário utilizar instrumentos de observação (lupas, microscópios, lunetas, etc.) de
medição (multímetros, termômetros, osciloscópios, escalas, etc.) de registro (gráficos, registradores,
loggers, etc.) de cálculo (calculadora, computadores, etc), de isolamento dos parâmetros relevantes
(laboratórios, etc.), de informação (livros, bibliotecas, internet, revistas, etc.) de exposição
(multimídia, etc.).
Como simplificar estas exigências e, ainda assim, nossos resultados continuarem a ser precisos, de
qualidade?
Daremos dois exemplos que nos põem em contato com a natureza, que nos permitem realizar
experimentos quantitativos e são inexpensivos, tão somente precisamos de um ponto e um plano ou
somente de um plano.
A primeira atividade proposta se resume na utilização de uma folha de papel (um plano). Uma folha
A4 é recomendada.
Vamos estudar a sua queda livre e comprovar o seu comportamento, em função da forma adotada,
em situações diferentes.
• Uma folha amassada, formando uma bolinha, cai da mesma forma que qualquer outro objeto –
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uma pedra, uma batata, uma bola de pingue-pongue, etc. – no que se refere à sua velocidade e
aceleração. EXPERIMENTE!
• A folha A4, na sua forma natural (plana), cai lentamente, num movimento PECULIAR de vaivem. EXPERIMENTE!
• A partir de uma das bordas, podemos enrolar parcialmente a folha de A4 até chegar a
aproximadamente 60% (sessenta por cento) do seu comprimento (ou largura). A queda da folha,
dobrada desta forma, é lenta e se assimila a um vôo de planeio. Melhoramos este vôo planeado se
formamos um leve diedro, levantando a borda da asa. EXPERIMENTE!
• Procuramos na literatura, ou na internet (paper airplanes), ou com as mais velhas informações
sobre centenas de diferentes tipos de “aviões de papel”. PROCURE SE INFORMAR!
• Podemos guiar o aluno na descoberta de um novo tipo de força, a força aerodinâmica, que
percebemos facilmente, dependendo da velocidade, e que é aplicada na frente do centro de
gravidade do dispositivo. Teremos a oportunidade de trabalhar com o conceito de torque, e observar
o aluno nos ajustes para obter um planeio melhor, mediante o método de tentativas, erros e acertos,
estudar a queda dos corpos e a procura de conhecimentos, saberes e informações mediante
pesquisas diferentes.
• Esta atividade pode ser tratada utilizando formalismos de cálculo e de física muito sofisticados,
auxiliando a compreender conceitos básicos de fenômenos aerodinâmicos complexos.
• Não existe criança que, observando o vôo de seu avião de papel, não trate de modificá-lo, para
obter um vôo mais bonito, ou mais acrobático, ou com melhor planeio. Ao fazê-lo, estará ligando
causa e efeito, observará, e a sua criatividade será estimulada com uma finalidade determinada.
Atividades deste tipo podem ser desenvolvidas tendo como base os brinquedos clássicos das
crianças, cujo fascínio se perpetuou no tempo, apesar da concorrência com novos e sofisticados
brinquedos. Refiro-me ao pião, à bolinha de vidro, à pandorga ou ao papagaio, etc. Os jovens, todos
sabem, gostam de esportes de todo tipo, gostam de música... Por que, então, não utilizar estes temas
de uma forma moderna e abrangente, a partir dos quais possam se construir atividades que
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realmente interessem?
Estas atividades não são contempladas nas grades curriculares, que, em geral, não valorizam a
Ciência como processo e, portanto não levam em consideração o encantamento e o interesse que o
mundo externo observado produz em cada sujeito, como ponto de partida para iniciar este processo.
Outro exemplo que darei é um dispositivo que consiste basicamente num ponto e um plano.
O gnomon como recurso didático para ensino básico da astronomia
O gnomon é um dos instrumentos científicos mais antigos que a humanidade já utilizou, também é
o mais simples de construir e com o qual é possível fazer uma infinidade de observações de muito
boa precisão.
Foi introduzido na Grécia, trazido da Babilônia por Anaximander, cerca de 600 anos antes de
Cristo.
Consiste simplesmente de um ponto (a ponta de um estilete, haste, pau), e de uma superfície plana
horizontal chamada de quadrante, na qual se recolhe e registra a sombra desse ponto gerada pelo
Sol.
Serve basicamente para estudar e registrar o movimento do Sol na esfera celeste, durante intervalos
grandes de tempo, um ano ou mais. Muitos livros didáticos erradamente o apresentam como um
relógio de Sol, mas é certo que, a partir da familiarização com a sua utilização, é possível projetar
qualquer dos muitos tipos destes relógios.
A história da ciência permite ao professor entrar em contato com dispositivos simples que ajudaram
a humanidade a transpor difíceis barreiras epistemológicas, muitas das quais a criança também
experimenta no seu avanço cognitivo individual.
Como explicar a uma criança o Heliocentrismo, se todas as observações que ele faz são de caráter
antropocêntrico? Como esquecer a luta de caráter filosófico, religioso e científico, que levou
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cientistas à fogueira ou a uma dolorosa e vergonhosa retratação pública das suas idéias?
Ainda hoje, a escola impõe as novas verdades, sem prova nenhuma, ou até utilizando argumentos
errados, da mesma forma como era feito antigamente com as velhas verdades.
É comum escutar dizer, nas aulas de Ciências para alunos do Ensino Fundamental e Médio, frases
como as seguintes:
“Ao meio-dia o Sol está sobre nossas cabeças.”
“O Sol nasce no ponto cardeal Leste e se põe no Oeste.”
Também encontramos, nos livros didáticos, órbitas elípticas planetárias de extrema excentricidade,
equívoco talvez gerado pelo desenho em perspectiva de órbitas quase circulares (a excentricidade
da órbita terrestre é, aproximadamente, de apenas 1/60).
É crença popular e antiga que os relógios de sol são imprecisos, e até que sua leitura pode ser
influenciada por agentes climáticos.
Todas estas afirmações não resistem à simples observação que o estudante pode realizar, se bem
orientado, num projeto sistemático e coletivo utilizando o gnomon na escola.
Ele perceberá que o Sol passa exatamente sobre sua cabeça, tão-somente duas vezes por ano, se a
observação for feita de dentro da faixa intertropical, e jamais se estiver fora desta; poderá observar
que o nascer e o pôr-do-sol sucessivos se deslocam sobre o horizonte em torno das direções Leste e
Oeste, com uma amplitude de vários graus ao longo do ano (44 graus para o observador no trópico e
72 graus para o observador na latitude de 50 graus); observará que nos dias de inverno o Sol
percorrerá um caminho no céu muito mais "baixo" que na época de verão.
O aluno poderá realizar o registro, a qualquer momento, das coordenadas locais do Sol, altura e
azimute, por uma simples marca no extremo da sombra do gnomon sobre a face do quadrante, isto
é, mesmo um analfabeto pode realizar este registro com a precisão aproximada de 1/360, menor que
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0,3%, difícil de obter em qualquer outro tipo de experimento científico escolar. Há contribuições
importantes que podemos esperar na utilização didática do gnomon; ao construir este,
automaticamente, em forma implícita, estamos definindo o vertical do lugar, plano que, orientado
na direção Norte-Sul, contém o zênite do local e o Eixo Polar, coincidente este com o eixo da esfera
celeste. Também fica definido o plano perpendicular ao eixo polar que, orientado na direção Leste e
Oeste, coincide com o plano equatorial terrestre e com o Equador celeste.
É fácil perceber, por simples construção geométrica, que o ângulo que o Eixo Polar faz com o plano
horizontal é igual à latitude do local (altura do pólo celeste elevado). Então, o gnomon contém em si
os elementos principais da esfera terrestre e da sua orientação correta para cada observador.
Deve-se entender cada gnomon, cada relógio de Sol, como representações do globo terrestre, sendo,
portanto, fundamentais na apreensão dos conhecimentos básicos para o estudo da geografia física e
da astronomia.
Movimento diário do Sol
A relação matemática entre o movimento aparente do Sol e o movimento da sombra produzida pela
ponta do gnomon não e simples. Para isto, Apolônio de Pérga teve que desenvolver a sua famosa e
sofisticada teoria das cônicas, 260 a.C.
O trajeto diário da sombra da ponta do gnomon, que passaremos a chamar, simplesmente, sombra
do gnomon, resulta da intercessão do cone de sombras deste com o plano horizontal ou quadrante, é
uma cônica que pertence à família de curvas chamadas hipérbolas.
Outras cônicas são a parábola, a elipse e a circunferência, muito importantes na astronomia para
descrever a órbita de planetas, cometas, etc.
A cada dia do ano, o gnomon projeta uma hipérbola diferente, devido ao fato de que o ângulo que a
geratriz do cone de luz do Sol faz com o eixo polar varia com o período de um ano. Este ângulo é
chamado de co-declinação, sendo o seu complemento a declinação solar, isto é, o ângulo entre a
geratriz do cone de luz e o plano do Equador.
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Do estudo detalhado destas curvas podemos obter os seguintes resultados:
1) Constatação de que o cone de sombras e, portanto, o cone de luz, tem sua abertura variada ao
longo do ano, indicando declinações máximas de 23.15°, N ou S.
2) Iguais valores de declinação solar se repetem no período de 365.25 dias, consistindo nisto a
duração do ano solar.
3) Os dias em que as hipérbolas de sombra estão ocupando posições extremas, mais ao Norte e mais
ao Sul, são os dias de entrada de duas estações, e se chama a esse evento solstício de inverno, 22 de
junho no Hemisfério Sul, e ao outro solstício de verão, correspondente ao dia 22 de dezembro, para
o Hemisfério Sul.
Solstício significa Sol preguiçoso, e indica a lenta variação da declinação nesses períodos.
4) Quando as hipérbolas se transformam em retas, e isto acontece para todo lugar da Terra nos
mesmos dias, 23 de setembro e 21 de março, os dias e períodos noturnos têm igual duração (12
horas), e por isto se chamam dias dos equinócios (aqui significa igual).
As datas destes equinócios correspondem à entrada da primavera e do outono, respectivamente, no
Hemisfério Sul.
5) Verifica-se que é o Sol nasce e se põe exatamente no Leste e no Oeste somente no dia dos
equinócios, sendo que em todos os outros dias o Sol se afasta e aproximadamente três meses depois
se aproxima destas direções.
6) É fácil comprovar os dias (se existirem) em que o Sol passa pelo zênite local. Naquelas datas o
Sol não faz sombra ao meio-dia.
7) Da sombra do gnomon ao meio-dia, no dia dos equinócios, é possível tirar o valor da latitude do
local, ou conhecendo a declinação do Sol por meio de uma tabela de decli-nações, o valor da
latitude do local pode ser calculado para qualquer dia do ano.
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8) É possível conhecer a diferença de longitudes entre dois locais distantes pela diferença em tempo
das passagens meridianas do Sol, tarefa que hoje pode ser simplificada para os estudantes pelas
facilidades nas comunicações telefônicas.
9) Da mesma forma, pela observação simultânea do comprimento da sombra de dois gnomons
colocados em diferentes lugares e cuja distância é conhecida, é possível calcular o diâmetro da
Terra (experiência de Eratóstenes).
10) Uma das aplicações mais diretas do gnomon é a determinação precisa da linha Norte-Sul a
partir de qualquer curva de declinação. Basta traçar, para isto, a perpendicular à hipérbola que passa
pelo pê do gnomon, que é a linha de menor distância entre este e a hipérbola.
Métodos astronômicos sempre foram utilizados para encontrar a direção dos pontos cardeais,
(encontrar norte, se nortear). No Hemisfério Norte era utilizada a estrela polar, e no hemisfério Sul a
constelação do Cruzeiro do Sul. A introdução do uso da bússola é especialmente útil em dias
nublados, mas não aumenta a precisão nesta determinação. A bússola indica o Norte magnético que
não coincide com o Norte astronômico, sendo, portanto necessária uma correção (declinação
magnética) que não é muito fácil de fazer, pois esta depende das coordenadas locais e muda no
tempo.
11) Parece existirem provas, fracas, de que os Vikings utilizavam nas suas grandes navegações uma
variante do gnomon para obter e seguir seu rumo no mar. Em todo caso, a idéia de uma bússola
solar é perfeitamente possível, e nós já a utilizamos durante longas viagens na região Amazônica, e
a introduzimos com êxito na prática escolar de comunidades indígenas.
Mostrando as curvas de igual declinação solar pequena variação num intervalo de poucos dias,
podemos considerar estas como constantes nesse intervalo de tempo, e girando o quadrante até fazer
coincidir a sombra do Gnomon com a hipérbola determinada no início da viagem, obteremos a
direção Norte-Sul para qualquer hora do dia.
12) Da diferente duração das estações, efetivamente medida pelos alunos segundo os itens 3 e 4, é
possível introduzir a idéia de variação da velocidade angular na órbita aparente da Terra compatível
com o modelo de órbitas elípticas.
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13) A professora Dulce Helena Alves Barbosa e seus alunos do Ensino Fundamental, no interior do
estado de Mato Grosso, observaram na sua escola, e registraram, de forma sistemática, durante o
período de um ano, o movimento do Sol utilizando o gnomon, realizando suas medições sempre nos
mesmos horários.
Surgiu então uma pergunta muito interessante e motivadora:
Por que as marcas que correspondem ao mesmo horário, mas em diferentes dias, se distribuem no
quadrante do gnomon sobre uma curva em forma de 8? A resposta, que deve ser construída junto
com os alunos, envolve conceitos sofisticados sobre o que é o Analema, e o que é o Tempo. São
detectados avanços e atrasos sistemáticos no movimento do Sol que podem chegar a
aproximadamente 15 minutos. Será o gnomon um instrumento impreciso e errático? Será então
necessário discutir o conceito de Sol Médio que é um Sol fictício inventado pelo homem, que
percorre com velocidade angular constante o Equador celeste. O Sol verdadeiro, pela sua vez,
percorre a Eclíptica com velocidade variável dada pelas leis de Kepler. Qual o Sol que faz sombra?
O que é equação do tempo?
14) As considerações anteriores nos levarão à discussão sobre o que é hora local, hora oficial, fusos
horários, hora de Greenwich, etc., e ao reforço do conceito de longitude.
As perguntas acima levantadas geram a necessidade da construção da explicação que, forçosamente,
requer diferentes níveis de conhecimento e desenvolvimento do aluno.
Este não é um fator negativo e, sim, indica que o projeto pode se tornar um projeto coletivo, para
todos os alunos e professores da escola.
Nota
1 Professor da Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT).
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PROGRAMA 5
DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA
O papel da escola na divulgação científica
I. Importância política e social do conhecimento cientifico
A história tem mostrado a importância política e social do conhecimento cientifico. Quem detém o
conhecimento detém o poder. Uma análise do passado já deixa isso muito claro. Embora com certo
reducionismo, podemos citar alguns exemplos marcantes: os egípcios, lutando com espadas de aço
(liga de ferro e carbono), um material que já haviam descoberto, venceram os hebreus, que ainda
usavam o bronze (liga de cobre e estanho); Diocleciano, o imperador romano no século 3, baixou
um decreto mandando “destruir os manuscritos dos egípcios para que eles não dominem a arte e se
rebelem contra nós...”; a conquista do Novo Mundo pelos portugueses foi resultado de sua
superioridade nas técnicas de navegação; nossos índios foram vencidos pela força das armas mais
destruidoras do invasor, e assim por diante... E uma simples análise da estrutura de poder que temos
hoje no mundo mostra claramente a relação entre ciência e poder.
É indiscutível a importância da ciência e da tecnologia para o desenvolvimento social e econômico
de um país. Elas permeiam a vida de todos e são alicerces sobre os quais se assentam a soberania de
uma nação e a qualidade de vida de seus cidadãos. Além disso, o pleno exercício da cidadania exige
um certo domínio dos conceitos de ciência e tecnologia. Portanto, condicionantes claros para o
desenvolvimento científico e tecnológico do país são: uma educação científica de qualidade nas
escolas, a formação de profissionais qualificados, a existência de universidades e instituições de
pesquisa consolidadas, a integração da produção científica e tecnológica com a produção industrial
na busca de resolução dos graves problemas sociais e na superação das desigualdades que afetam
nosso país. Nesse contexto, a popularização da ciência se coloca como importante campo de
integração e desenvolvimento científico e social, contribuindo para a melhoria de qualidade da
formação educacional e para a cidadania.
39
II. Superando a dicotomia educação formal / não-formal
Claro, não é só na escola (educação formal) que aprendemos e ensinamos conceitos de ciência e
tecnologia (C & T). Jornais, revistas, livros, teatro, TV e vídeo, internet, palestras, cursos,
congressos, museus e centros de Ciência, exposições, etc., são fontes riquíssimas para se conhecer e
ensinar questões sobre C & T. Esta educação não-formal, através de seus processos livres e lúdicos,
pode despertar os professores para novas possibilidades pedagógicas, assim como estimular alunos
para a atividade científica. Também contribui para que cada brasileiro tenha a oportunidade de
adquirir as informações básicas sobre a ciência e seu funcionamento, de forma a lhe dar condições
de entender o seu entorno e de se situar politicamente. Além disso, proporciona aos próprios
cientistas um ambiente multidisciplinar, com novas possibilidades de enfoques, diálogos e trocas.
As iniciativas de aproximação dos brasileiros com o saber cientifico estão longe de permitir o
acesso ao nível de informação minimamente compatível com as necessidades sociais. Tendo em
vista esse diagnóstico, devemos incorporar à missão da escola o papel de preservar e divulgar o
conhecimento científico e de sensibilizar o público para a aquisição desse conhecimento. Nessa
perspectiva, aliada aos diversos atores sociais, a escola pode propiciar oportunidades de intervenção
e articulação para mobilizar a sociedade nesse grande esforço pela melhoria da educação em
ciência.
III. Desprivatizar a escola
A escola é “privada” no sentido de que ela pertence apenas a professores e estudantes. Ela precisa se
abrir para famílias, comunidade e para a sociedade de um modo geral. Para isso a escola deve
desenvolver programas e atividades de popularização e educação em ciência. São alternativas para
promover a exploração ativa, o envolvimento pessoal, a curiosidade, o uso dos sentidos e o esforço
intelectual na formulação de questões e na busca de soluções de problemas do cotidiano ou da
sociedade. Oferecer respostas sim, mas, sobretudo gerar a indagação e o interesse pela ciência.
Promover a formação de cidadãos capazes de perceber a ciência em todas as suas dimensões: como
fonte de prazer, de transformação da qualidade de vida e das relações entre os homens, mas,
também, enquanto um processo histórico e social que, ao lado dos benefícios, pode gerar
controvérsias e oferecer riscos à sua vida, à vida da comunidade e ao meio ambiente e que deve, por
isso, estar submetida à constante avaliação ética e política. E existem muitos caminhos para fazer
40
isso.
IV. Educar, divulgar, envolver: muitos caminhos, uma solução
Existem muitos caminhos para promover a divulgação científica associada com os propósitos da
escola:
• É fundamental a articulação com outros atores engajados em programas de popularização da
ciência. Se possível, organize visitas ou pelo menos procure interagir com os centros e museus de
ciência que hoje se proliferam em vários pontos do país. Há mais de uma centena deles, de todos os
tamanhos, com objetivos e públicos distintos, com mil histórias a contar... Mas sempre querendo
despertar o interesse e a curiosidade sobre temas de ciência e tecnologia. A Associação Brasileira
de Centros e Museus de Ciência (ABCMC, www.abcmc.org.br) surgiu, em 2000, com a intenção de
compartilhar essas experiências, consolidar idéias e possibilitar um intercâmbio entre os diferentes
projetos. A ABCMC publicou recentemente um catálogo descrevendo a maioria destes centros de
divulgação científica no país;
• Promova feiras de ciências, seminários, oficinas, exposições itinerantes, peças teatrais e outras
atividades para popularizar conceitos de C & T. Utilize os espaços públicos existentes, como
estações de ônibus, metrô, trem, praças, parques, shoppings, etc. para divulgar os trabalhos de seus
alunos através de informações e atividades lúdicas;
• Envolva comunidades, associações, sindicatos, consumidores etc., para se manifestarem em
relação à ética na ciência e a temas polêmicos relacionados com a vida das pessoas. Dê informações
e crie oportunidades para a população desenvolver a avaliação dos riscos e benefícios associados ao
impacto e uso das aplicações da C & T;
• Procure as universidades e faculdades para se integrarem a esse grande esforço de divulgação
científica de qualidade. Em alguns destes centros de ensino já existem projetos de extensão e cursos
interdisciplinares voltados para a popularização da ciência, com estímulo à participação dos
estudantes;
• Comemore datas importantes relativas à C & T, a fim de despertar o interesse para o processo
41
histórico de construção da ciência;
• Participe da Semana Nacional de C & T , instituída pelo Governo Federal em 2004 e que neste
ano acontecerá entre os dias 3 e 9 de outubro com ampla participação popular. Contribua para a
viabilização de oficinas, encontros de ciência, arte e cultura em todos os municípios do país;
• Incentive a participação da escola em programas de C & T em rádios, jornais e televisões (TVs
educativas e universitárias), através de programas regulares, entrevistas, divulgação de agendas,
encartes etc.;
• Dê atenção especial às possibilidades e potencialidades da mídia digital. Incentive a produção de
sites temáticos sobre C & T e a divulgação científica nos meios digitais;
• Fomente a premiação de obras de divulgação e popularização da C & T.
“Programa Nacional de Popularização da Ciência” da Associação Brasileira de Centros e Museus de
Ciência, www.abcmc.org.br
Confira muitas boas dicas e os artigos educativos em www.scidev.net
“Educação para a Ciência: Curso para Treinamento em Centros e Museus de Ciência”.
Organizadores: Silvério Crestana, Ernst W. Hamburger, Dilma M. Silva, Sérgio Mascarenhas. São
Paulo, Editora Livraria da Física, 2001.
“A Comunicação Pública da Ciência”, vários autores. Taubaté, SP, Cabral Editora e Livraria
Universitária, 2003.
“Educação em Museus e Centros de Ciência”, vários autores. São Paulo, Ed. Cassiana Rangel,
2003.
“Ciência e inclusão social”, Organizador: Caue Matos. São Paulo, Ed. Terceira Margem, 2002.
“Ciência e Público: caminhos da divulgação científica no Brasil”, Organizadores: Luisa Massarani,
Ildeu de Castro Moreira e Fátima Brito. Rio de Janeiro, Casa da Ciência, Fórum de Ciência e
Cultura, 2002.
“O desafio de Ensinar Ciências no Século XXI”, Organizadores: Ernst W. Hamburger e Caue
Matos. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2000.
“Terra Incógnita – a interface entre ciência e público”, Organizadores: Luisa Massarani, Jon Turney,
Ildeu de Castro Moreira. Rio de Janeiro, Ed. Vieira & Lent, 2005.
42
Nota
Professor do Departamento de Química Fundamental (CCEN), da Universidade
43

Iniciação Científica: um salto para a ciência

Transcrição

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