Humanidades

Einstein estava 'errado', não seu professor de ciências
Se coloca¡ssemos Einstein na frente de uma turma do sanãtimo ano, ele poderia muito bem apresentar o conteaºdo a esses alunos muito além de seunívelde compreensão.
Por Simon Crook e Tom Gordon - 12/08/2021


Crédito: Shutterstock

"Seu professor estava errado!" a‰ uma frase que muitos estudantes de segundo grau ou universidade já ouviram. Como professores de ciências e ex-professores de ciências, já fomos desafiados com essa acusação antes.

Enquanto aqueles com conhecimento avana§ado de ciências (incluindo os professores dos alunos e professores do ensino manãdio ) podem muito bem dizer que seus professores anteriores estavam "errados", "incompletos" pode ser mais apropriado. Esses professores provavelmente estavam certos ao selecionar modelos cienta­ficos apropriados para a idade e ensina¡-los de maneira apropriada para a idade.

Se coloca¡ssemos Einstein na frente de uma turma do sanãtimo ano, ele poderia muito bem apresentar o conteaºdo a esses alunos muito além de seunívelde compreensão. Isso destaca um mal-entendido comum sobre o que é(e não anã) ensinado nas escolas e por quaª.

Ensinando noníveldos alunos

Nosso desenvolvimento cognitivo, definido por diferentes esta¡gios de acordo com a idade, significa que o aprendizado égradual. O ensino envolve a escolha das pedagogias certas para transmitir conhecimentos e habilidades aos alunos de uma maneira que corresponda ao seu desenvolvimento cognitivo.

Neste artigo, usaremos a compreensão das forças na ciência para demonstrar essa progressão e evolução graduais da educação.

Nas escolas australianas, as forças são ensinadas desde o jardim de infa¢ncia (fundação) atéo 12º ano . Ao longo de sua educação, e especialmente na educação prima¡ria, apesar dos vários desafios, émais importante que os alunos aprendam habilidades de investigação cienta­fica do que simplesmente fatos cienta­ficos. Isso éfeito dentro dos contextos de todos os tópicos cienta­ficos, incluindo forças.

Os esta¡gios de aprendizagem são uma longa jornada
 
Antes que uma criana§a possa aprender sobre a ciência do mundo ao seu redor, ela deve primeiro adquirir habilidades de linguagem por meio de interações com adultos , como a leitura de livros (particularmente livros ilustrados).

Na pré-escola e no jardim de infa¢ncia, a aprendizagem baseada em brincadeiras usando os princa­pios de aprendizagem dos primeiros anos éparticularmente importante. Soltar objetos como pedras e penas para ver o que cai mais rápido ou o que afunda pode levar a comenta¡rios como "coisas pesadas caem mais rápido" ou "coisas pesadas afundam". Claro, isso é"errado", pois a resistência do ar não estãosendo considerada, ou a densidade em relação a  a¡gua, mas é"certo" para criana§as de cinco anos.

Nessa idade, eles estãoaprendendo a fazer observações para compreender o mundo ao seu redor por meio de brincadeiras curiosas. As criana§as podem não ter um entendimento completo de tópicos complicados atéque sejam capazes de racioca­nio proporcional .

Na escola secunda¡ria, os alunos aprendem sobre as Leis do Movimento de Newton por meio de vários experimentos. Eles normalmente usam equipamentos tradicionais, como carrinhos, polias e pesos, bem como interativos online.

Nos últimos anos, os alunos examinam a aceleração uniforme e suas causas. Além de realizar investigações de primeira ma£o, como lana§ar bolas para o ar e usar análise de va­deo, os alunos precisam de maiores habilidades matemáticas para lidar com a a¡lgebra envolvida. A rigor, eles devem levar em consideração o atrito, mas ignora¡-lo énormal neste na­vel.

As simulações online são particularmente boas para este ta³pico. Nossa pesquisa mostrou que as simulações podem ter um efeito estatisticamente significativo e positivo no aprendizado do aluno , especialmente com as oportunidades centradas no aluno que apresentam. (Eles também são muito aºteis ao aprender em casa no bloqueio.)

Os alunos então estendem seu aprendizado a  Lei da Gravitação Universal de Newton. Os alunos agora precisam aplicar habilidades matemáticas superiores, com mais a¡lgebra e, potencialmente, ca¡lculo. Embora este modelo esteja incompleto e não possa explicar a a³rbita de Mercaºrio (entre outras coisas), esse conhecimento foi suficiente para nos levar a  Lua e voltar.

Ultrapassando a física newtoniana e suas limitações, os alunos de graduação aprendem a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, onde a gravidade não épensada como uma força entre dois objetos, mas como a deformação do Espaço-tempo pelas massas. Para abordar este conteaºdo, os alunos precisam de habilidade matemática para resolver as equações de campo não lineares de Einstein.

Quem afundou o barco? O wombat vermelho. Ano 1.
Crédito: Simon Crook, autor fornecido

A ciência estãosempre incompleta

Então, finalmente alcana§amos a visão correta? Na£o, a relatividade geral não fornece uma explicação completa. Os fa­sicos teóricos estãotrabalhando em uma teoria qua¢ntica da gravidade. Apesar de um século de pesquisas, ainda não temos como reconciliar a gravidade e a meca¢nica qua¢ntica. Mesmo este éum modelo inacabado.

Os professores não estão"errados", eles estãosendo apropriadamente incompletos, assim como Einstein estava incompleto. Então, como podemos evitar essas acusações?

Talvez a resposta esteja na linguagem que usamos na sala de aula. Em vez de dizer "a‰ assim que as coisas são ...", devemos dizer "Uma maneira de ver isso é..." ou "Uma maneira de modelar isso é...", não por uma questãode opinia£o, mas por uma questãode complexidade . Isso permite que o professor discuta o modelo ou ideia, enquanto insinua uma realidade mais profunda.

Einstein estãorealmente errado? Claro que não, mas éimportante perceber que nossos modelos de forças e gravidade são incompletos, como acontece com a maior parte da ciaªncia, daa­ a busca acadaªmica por um conhecimento superior.

Mais importante, nossos professores entendem o processo de apresentar aos alunos modelos cada vez mais sofisticados, para que eles entendam melhor o universo em que vivemos. Isso corresponde ao seu desenvolvimento cognitivo durante a infa¢ncia.

Aprender éuma jornada, não apenas o ponto final. Como afirma o aforismo atribua­do a Einstein: "Tudo deveria ser o mais simples possí­vel, mas não mais simples."

 

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