Planejamento e execução Ciências – 2011 9º Ano A e B – E.F. O método científico Planejamento e execução Ciências – 2011 9º Ano A e B – E.F.

O trabalho científico É um trabalho planejado; Tem por objetivo buscar soluções; O trabalho científico apóia-se em conhecimentos já existentes; O trabalho científico é qualitativo e quantitativo; O trabalho científico chega a resultados; O trabalho científico é um trabalho de equipe. Devemos definir: * fenômeno = qualquer modificação observável e passível de repetição. * fenômeno da Natureza = fenômeno que ocorre na Natureza. * fato = fenômeno de reconhecimento indiscutível.

Exemplo O médico britânico Edward Jenner (1749-1823) investigou a forma de combater a varíola e descobriu uma vacina contra ela, solucionando assim graves problemas que essa enfermidade produzia na sociedade de sua época. Assim, ainda que Jenner tenha obtido uma vacina para a varíola, não conseguiu estabelecer a origem para esse mal, e tivemos que esperar até que o francês Louis Pasteur (1822-1895), baseando-se nos trabalhos de Jenner, descobriu a causa da enfermidade.

Fases do método científico Introdução As ciências experimentais como a Física e a Química, utilizam o denominado método científico experimental, cujas principais fases iremos analisar a seguir, utilizando-nos de um caso real. Para tanto, propomos que você se imagine como se já fosse um cientista e tivesse como incumbência dar uma explicação a um fenômeno natural como, por exemplo, o arco-íris. Como você planejaria sua atividade e que passos darias até encontrar resposta a todas as perguntas que envolvem o fenômeno do arco-íris? No decorrer desse texto vamos tentar guiá-lo por esse caminho onde você será o principal protagonista.

A observação do fenômeno Uma vez definido o fenômeno de estudo, a primeira coisa a fazer é observar seu acontecimento, as circunstâncias em que se produz e suas características. Esta observação deve ser reiterada (deve ser realizada várias vezes; deve ser repetida), minuciosa (deve-se tentar apreciar o maior número possível de detalhes), rigorosa (deve ser realizada com a maior precisão possível) e sistemática (deve ser efetuada de forma ordenada).

Em que circunstância aparece o arco-íris A observação reiterada e sistemática do fenômeno lhe permitirá constatar que o arco-íris aparece quando chove (mais tarde você poderá simular uma chuva, em laboratório, e não precisará mais ficar aguardando 'chover') e, além disso, que há sol (mais tarde, no laboratório, um boa lâmpada irá simular o Sol). A mesma seqüência de observações fará com que você perceba que o arco-íris só será visível quando você estiver situado entre o sol e a chuva, de costas para o Sol. Você anotará em seu caderninho de campo: "O arco-íris não é visto de qualquer lugar que eu fique e, quando o vejo, estou de costas para o Sol entre o sol e a chuva". Na ilustração acima, onde você deverá estar? Onde está o Sol?

Qual é a forma do arco-íris? A forma do conhecido arco-íris é a de um arco de circunferência. Entretanto, você não deverá anotar apenas isso em seu caderno de campo. Anote também: "Será que observado do alto de uma montanha o tamanho desse arco aumenta? diminui? O raio médio da circunferência se altera? Se eu estivesse num avião teria ele, ainda, a forma de um arco?"

Quais as cores de um arco-íris? Em que ordem aparecem? Pode-se observar (apenas usando seus olhos) que existe sete cores diferentes no arco-íris e que são, de dentro para fora do arco: violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho.

Em busca de informações Você não é a primeira pessoa a observar um arco-íris, com certeza. Assim, como passo seguinte e com o objetivo de confirmar e reafirmar as observações efetuadas, deve-se consultar livros, enciclopédias ou revistas científicas que já descrevem algo sobre o fenômeno que está sendo, mais uma vez, estudado. Não esqueça que nos livros encontram-se os conhecimentos científicos acumulados através da história. Por esse motivo, a busca de informações e a utilização dos conhecimentos existentes são imprescindíveis em todo trabalho científico.

Em busca de informações Coincidem as informações que encontrou com aquelas obtidas durante suas observações? A consulta de qualquer livro de Física Elementar lhe confirmará que as conclusões a que chegou através de suas observações são corretas. Ou seja: a) O arco-íris só aparece e pode ser visto quando chove e, além disso, há sol. b) O arco-íris sempre apresenta as mesmas cores e essas se sucedem na mesma ordem. Atende para o fato de que esse livro texto elementar não deu resposta ás suas dúvidas anotadas em seu caderno de campo; talvez outros livros as dêem. Que outras informações puderam ser colhidas nos livros consultados? A consulta de livros e revistas poderão lhe informar que, por exemplo, por vezes, aparecem dois arcos-íris, se bem que um deles é bem mais tênue que o outro e, portanto, mais difícil de se ver.

A formulação de hipóteses Depois de observar o fenômeno e de reunir documentação suficiente sobre observações já efetuadas por outros, o cientista deve buscar uma argumentação que permita explicar e justificar cada uma das características de tal fenômeno. Como primeiro passo desta fase, o cientista começa a fazer várias conjecturas ou suposições a partir das quais, posteriormente, mediante uma série de comprovações experimentais, elegerá como explicação do fenômeno a mais completa e simples, a que melhor se ajuste aos conhecimentos gerais da ciência no momento. Essa explicação racional, razoável e suficiente se denomina hipótese científica.

Comprovação experimental Uma vez formulada a hipótese, o cientista deve comprovar que esta é válida em todos os casos e, para tanto, deve realizar experiências nas quais se reproduzam o mais fielmente possível as condições naturais nas quais se verifique o fenômeno estudado. Se sob tais condições o fenômeno acontece, a hipótese terá validade, ou seja, será uma proposição verdadeira nas condições estipuladas.

Trabalhando no Laboratório ‘Experiências científicas’ a) Devem permitir realizar uma observação sobre a qual possa-se extrair dados. b) Devem permitir que os distintos fatores que intervêm no fenômeno (luminosidade, temperatura etc.) possam ser individualmente controlados. c) Devem permitir que se possam realizar (repetir) tantas vezes quanto necessárias e por distintos operadores. Habitualmente, em ciências experimentais, os trabalhos de laboratório permitem estabelecer modelos, que são situações ou suposições teóricas mediante as quais se efetua uma analogia (formalização)(equivalência) entre o fenômeno que ocorre na Natureza e o experimento que realizamos.

Assim... O tratamento dos dados: Análise dos fatores, a construção de gráficos e tabelas e sua interpretação resultam em conclusões. O primeiro cientista que estudou de forma rigorosa a decomposição da luz foi Isaac Newton (1642 - 1727); A elaboração de Leis e Teorias a) Uma lei científica é uma hipótese que tenha sido comprovada sua validade. b)Uma teoria científica é um conjunto de leis que explicam um determinado fenômeno ou grupo deles. Assim, por exemplo, a hipótese comprovada de que o arco-íris se forma devido á refração que a luz branca (solar) experimenta ao atravessar as gotas de chuva, é uma lei integrante de um conjunto de leis que regem outros fenômenos luminosos (reflexão, dispersão, difração etc.). Esse conjunto é conhecido como a Teoria sobre a luz. Tanto as leis como as teorias devem cumprir os seguintes requisitos: a) Devem ser gerais, ou seja, não devem explicar apenas casos particulares de um fenômeno. b) Devem ser comprovadas, ou seja, devem estar alavancadas (avalizadas)(corroboradas)(assentadas) pela experimentação. c) Devem, quando possível, estar 'matematizadas', ou seja, devem poder expressar-se mediante funções    matemáticas. As teorias científicas têm validade até que sejam incapazes de explicar determinados fatos ou fenômenos, ou até que algum descobrimento novo comprovado se oponha a elas. A partir de então, os cientistas começam a elaborar outra teoria que possa explicar esses novos descobrimentos. A Ciência é conhecimento evolutivo e não estacionário.

Trabalhe como um cientista Faça a análise de um fenômeno seguindo os passos do Método Científico Experimental. O fenômeno que propomos é o processo de oxidação do ferro exposto á intempérie. As fases de trabalho que deverá realizar são as seguintes: 1. Observação – Observe diversos objetos de ferro que se encontrem na intempérie: latarias de automóveis, faróis, tubulações de água, cercas metálicas etc., e observe se alguma de suas partes se encontra estragada (enferrujada, 'comida' pela ferrugem). Anote as características que diferenciam essas regiões danificadas daquelas que não estão. 2. Documentação - Procure em um dicionário (se for técnico, melhor ainda), enciclopédia ou internet o significado das palavras "oxidação" e "ferrugem". 3. Formulação de hipótese - Analise qual das seguintes propostas é a causa do porquê algumas regiões do ferro encontram-se danificadas: A qualidade do ferro varia de uma região para outra na mesma peça; A umidade ambiente prejudica o material e o corrói; A pintura que recobre o material é de má qualidade. 4. Experimentação - Separe um prego de ferro e deixe-o durante alguns dias (se possível em dias úmidos) exposto ao relento (coloque-o sobre um muro, por exemplo). Que alterações observou nesse prego? Seu aspecto tem alguma semelhança com as regiões danificadas naqueles materiais que observou na primeira fase deste estudo? Em vista desse resultado, qual das propostas da fase anterior lhe parece mais adequada para explicar o fenômeno? Por quê? 5. Elaboração de teorias - Após a realização desse trabalho, que teoria você proporia a respeito dos feitos que se produzem no ferro exposto a intempérie? Enuncie-a por escrito.