O nosso preparo para as experiências dessa semana foi em parte prejudicado pelo fato dos roteiros não terem sido trabalhados durante a monitoria. Apenas um integrante da dupla pôde ver as fichas e se preparar, na sexta-feira de manhã, e não na segunda, horário regular da monitoria.

8ª série: Luz, Cor e Matéria

Nessa aula, em resumo, os alunos foram instruídos a construir um espectroscópio e observaram o espectro de luz da lâmpada fluorescente da sala de aula. No geral gostaram muito do resultado, acharam muito bonito e interessante o "arco-íris" que se formou.

Nós tivemos, numa discussão anterior a aula, uma preocupação no que diz respeito a construção da ‘ponte’ entre os conceitos trabalhados nos roteiros anteriores com os conceitos implícitos neste último roteiro. Dos quatro roteiros, este último acabou, nos pareceu, ‘fugindo’ um pouco da linearidade que vínhamos construindo. Isto é, vínhamos seguindo as discussões sobre atomismo, modelo atômico, orbitais eletrônicos etc. E ao lermos o roteiro, nos pareceu necessário conversar com os colegas sobre conceitos ainda não trazidos para nossa aula, como natureza da luz e sua relação com energia, relação entre suas freqüências e as cores visíveis, e até quantização da energia e absorção de energia pelos elétrons. Não suspeitávamos, quando trabalhamos os primeiros roteiros, que teríamos de posteriormente tratar de temas abstratos como modelo atômico de Bohr e Física Quântica. Reconhecemos que este descompasso seria amenizado se elaborássemos no início da disciplina, com os quatros roteiros em mãos, uma estratégia conceitual que contemplasse o objetivo dos experimentos.

Pensamos então em elaborar uma estratégia conceitual que contemplasse os conceitos pedidos neste último roteiro com os temas já tratados, a saber: física quântica, atomismo e luz. Escolhemos por fazer um percurso histórico, e abordar assuntos dos quais os alunos, assim esperávamos, tinham conhecimento. Através desta incursão, resgataríamos pontos da história da Ciência, e através desta chegaríamos à discussão sobre física quântica e física atômica. Optamos por problematizar através do tema Revolução Industrial.

“Estamos no século XIX!”. Após deste anúncio, surgiram comentários e palavras soltas por alguns colegas. O principal comentário, que nos deu a “energia de ativação” para iniciar a discussão foi a máquina à vapor. Pareceu-nos que todos puderam se contextualizar, e ao passo que dávamos aspectos e imagens da época, muitos, quase todos, se mostravam ressonantes à nossa conversa. Como planejávamos, fizemos um incurso histórico paralelo a grandes pontos históricos da Ciência. Procuramos assim, explicitar o panorama científico da época: isto é, conforme o que era relevante no momento, expusemos o quadro da física atômica e a relação entre o “avanço científico” e o “avanço tecnológico”.

Nossa principal “arma” era a problematização sobre a temperatura dos fornos e a relação com o espectroscópio. E assim fizemos. “Eu preciso esquentar uma chapa de alumínio exatamente a 500ºC para fazer uma barra para um trem. Como eu faço isto?”. Todos concordaram que um termômetro de mercúrio não seria interessante! Conseguimos assim instigar certa discussão entre os alunos (um colega carinhoso sugeriu que um de nós, em especial o André, colocasse o dedo no forno, com o intuito de registrar assim temperatura. Não foi difícil fazê-lo se convencer que este processo era inviável, e assim começou a construir outras hipóteses: sugeriu então que a professora da turma colocasse o dedo). Todos pareceram entender o problema colocado, assim como a importância da medida para a industrialização.

A questão de se medir a temperatura do forno através do espectro da luz não é trivial, e colocamos este ponto como um “toque de mágica”, pois de forma alguma esperávamos que algum colega conhecesse o equipamento ou sua utilidade. É claro que era nossa intenção discutir então este fenômeno e abordar como se é possível obtermos um valor de temperatura através de um simples espectro. Mas é inegável que um primeiro contato com tal tema (e muito outros na Física, de fato) reflita-se como algo “mágico”, “extraordinário”. Partimos assim para uma discussão mais teórica e abstrata, para darmos uma noção superficial sobre o funcionamento do aparelho.

Começamos, nesta segunda parte, por relembrar o que havíamos discutido quinze dias anteriormente. Os colegas lembraram então do modelo atômico, dos elétrons (que, com a analogia com o Sistema Solar, eram os planetas), dos prótons e dos nêutrons (o Sol) e das várias manchas de tinta na carteira. Um grande átomo de lítio foi desenhado na lousa, retomando a discussão da última aula, e começamos a introduzir conceitos novos. “O que acontece é que este elétron aqui, próximo ao núcleo, quando recebe uma luz de determinada cor [aqui, para fins didáticos, relacionamos a freqüência da luz com suas cores], por exemplo, o vermelho, não acontece nada! Mas se eu jogar o verde...ele aparece aqui encima!”. Novamente, a “mágica”. Com o perdão do trocadilho, fizemos um “salto quântico” entre atomismo e física moderna; nem bem tínhamos discutido sobre elétrons, corpúsculos que orbitam em torno do núcleo, e agora “pregávamos” que estes davam saltos, somente com cores (freqüências) específicas para órbitas exteriores. Sem contar que a analogia com o sistema solar foi totalmente suprimida, a não ser que disséssemos que os planetas sofrem este mesmo fenômeno, como ocorreu com Plutão, que recebeu um quantum bem específico de críticas pela comunidade científica e deu então um “salto” para a camada de “planetóides”.

Com esta abordagem em parte superficial, tentamos conciliar, no entendimento dos colegas, conceitos relacionados como luz-energia, átomo-energia, e átomo-luz. Isto é, como a luz está relacionada com a energia (freqüência), como o átomo está relacionado com a energia que recebe (incidência de luz numa determinada faixa de freqüência – absorção de energia – salto quântico) e como então este átomo re-emite a energia absorvida (retorno ao estado de menor energia e emissão de luz), respectivamente. Portanto, deste último ponto, tentamos relacionar o espectro visto pelos colegas no espectrômetro com energia e presença de determinadas moléculas. Explicamos assim que cada molécula tende a deixar marcas bem características no espectro. Com o espectrômetro puderam ver esta diferença ao apontarem para a lâmpada e depois para a luz solar refletida na janela.

Por fim, com o pouco tempo que nos restava entre a montagem pelos alunos do equipamento e as nossas discussões “oficiais”, aproveitamos para colocar alguns temas extras na mesa. Perguntamos se alguém já ouvido falar da palavra “quântica”. Algum ou outro colega disse ter lido algo a respeito em alguma revista. Também elucidaram sobre o Jimmy Neutron, personagem de uma animação americana sobre um garoto gênio que faz experiências malucas. Outros perguntaram se espectro tinha ver com os Espectros, personagens sinistros de uma recente e famosa saga de mágicos. Entretanto, talvez o comentário mais curioso foi o “tarô quântico”. Mas como não se tratava da área de pesquisa de nenhum dos estagiários, decidimos por não comentar sobre o assunto.

Por fim, todos os grupos conseguiram construir os espectroscópios, e pensamos que a discussão foi a mais prolífera de até então.

No entanto, não podiam deixar de haver ressalvas:

A quantidade de “novas informações” foi extensa, e, embora os alunos tenham participado da discussão, não ficamos seguros se nossa abordagem foi totalmente suficiente para todos os colegas.

Devido a nossa estratégia, não seguimos linearmente o roteiro, uma vez que não abordamos alguns temas como os diagramas das cores dos elementos químicos, os gases presentes na lâmpada etc. Aliás, não dispúnhamos de lâmpadas incandescentes, ficando assim como sugestão integrar na lista de equipamentos um kit com uma lâmpada, similar àquela dos experimentos com sombra na quinta série. Os roteiros foram parcialmente respondidos, uma vez que optamos por uma linha de estratégia diferente daquela sugerida.

5ª série: Estações do Ano e os Trópicos

O tema da aula foi inclinação da Terra em relação ao Sol e como isso afeta o clima. Em resumo, pretendia-se a construção de uma maquete de isopor, contendo duas bolas (uma representaria a Terra e outra o Sol), onde estudaríamos sobre posições dos trópicos e a relação com as estações climáticas do ano.

Já esperávamos um comentário muito conhecido, engendrado pelo senso comum, de que é inverno na Terra porque está mais longe do Sol. Esta concepção é muito difundida, tanto é que existem livros didáticos em que se é afirmado isto. E, de fato, a primeira coisa que muitos coleguinhas nos responderam quando perguntamos “Por que faz frio no inverno e faz calor no verão?” foi: “por causa da distância da Terra com o Sol”.

Escolhemos suceder então pela famosa e divertida maiêutica socrática (não que isto signifique que somos essencialistas e que cremos no mundo idílico), tentando mostrar a contradição na afirmação do aluno (e esta prática não significa que somos rupturistas, ou que somos partidários da estratégia de mudança conceitual construtivista). Esta parecia ser a estratégia mais interessante no momento (e por isso a usamos; isto é, não somos platônicos, nem piagetianos, nem tradicionalistas, simplesmente optamos por uma estratégia que nos parecia ser mais própria). E assim fizemos. Perguntei se todos já tinham assistido algum filme americano com tema natal. A resposta foi unânime, e já deram vários exemplos: “Sim, eu gosto daquele um... eu gosto daquele outro... eu não gosto de nenhum... eu gosto do Grinch!”. Questionei então o que tinha em comum nestes filmes: ”Papai Noel!... presentes!... gente feliz!... Neve!”. E aqui que queríamos chegar, isto é, logo compreenderam a contradição, pois todos lembraram também que na época do natal, aqui em São Paulo faz calor! “Como é que pode então, povo? Fazer frio lá em Nova Iorque, no Trópico de Câncer, e esquentar por aqui, em São Paulo, no Trópico de Capricórnio, sendo que me disseram que faz calor aqui porque estamos mais próximos do Sol?”. E neste momento, eis que Sócrates sai da tumba, em algum lugar de Atenas: a contradição estava dada, restava aos coleguinhas “entrarem no nosso papo”. Apresentamos então a hipótese do eixo inclinado (não que fosse nossa intenção seguir heuristicamente o Método Científico, mas pareceu uma boa estratégia para o momento). Depois de vários desenhos na lousa, começou a aparecer a eles mais claro a influência da inclinação da Terra com as diferentes estações do ano no hemisfério norte e no hemisfério sul. Um coleguinha que tinha feito um curso extra sobre astronomia nos ajudou sobre a questão da inclinação, e fez desenhos na lousa, nos ajudando. E então, nos pareceu que todos haviam entendido em parte, e estimulamos-os a terminar a maquete, sendo que garantimos que passaríamos de mesa em mesa prestando ajuda para o pessoal.

Assim, os alunos montaram uma maquete onde estavam representados o planeta Terra (com o equador e trópicos) e o Sol. Na Terra, foram colocados dois palitos, um em cada trópico, representando pessoas que moram nesses locais (cidade de São Paulo - Trópico de Capricórnio e Nova Iorque - Trópico de Câncer). Os alunos apresentaram alguma dificuldade nessa parte, pois não sabiam com qual inclinação deveriam prender a Terra e o Sol na base, também tiveram dificuldade para entender a posição da sombra naquela latitude, isso mesmo tendo entendido a aula anterior sobre a variação da posição das sombras no decorrer do dia. No geral, sanamos estas deficiências individualmente, tratando caso a caso. Quando discutíamos pessoalmente os problemas, os coleguinhas mostravam suas dificuldades com mais conforto, e assim nos tornávamos mais confortáveis também para explicar e repetir os conceitos. Ao fim, todos completaram as maquetes, sendo que cada grupo montou o esquema da forma esperada. Grande parte dos roteiros foram entregues totalmente respondidos (a não ser a questão sobre a sombra do cabo da vassoura, que dependia de uma aula independente feita pela professora num dia da semana, e ao que parece, não foi realizada).

Considerações finais

Quando tanto os colegas como os coleguinhas souberam que estávamos nos despedindo para voltar somente no segundo semestre, após a copa do mundo, houve certa insatisfação, caras emburradas, mas nenhum desequilíbrio emocional do patamar de comoção geral, crises de choro ou drama existencial por ausência objetiva. Mas devemos dizer, foi pouco, pois este último dia foi o mais interativo, instrutivo e divertido para as duas turmas.

No fim, é verdade, também nos desapontamos, pois aquela intimidade e inter-relação com o pessoal que inicialmente tínhamos falta pareceu emergir numa última hora. Para diminuir a melancolia discente, prometemos voltar, trazendo, principalmente para os coleguinhas, figurinhas da copa repetidas e vários, surpreendentes e novos experimentos com outras curiosas (às vezes inacreditáveis) discussões e conversas!