Trabalho de campo e invenção do tempo profundo ... - IGEO- Unicamp

EH003 Filosofia e Ensino em CiênciasEC790 Tópicos Especiais em Ensino de Ciências da NaturezaTrabalho de campo e invenção do tempo profundo – Parte 2 1Pedro Wagner GonçalvesDepartamento de Geociências Aplicadas ao Ensino. Instituto de Geociências.Universidade Estadual de Campinas, BrasilC.P. 6152 - 13083-970 Campinas - SPe.mail: pedrog@ige.unicamp.brResumoEste trabalho procura relatar o uso de abordagens históricas e epistemológicas ematividades educacionais. Foi realizado em um programa, destinado a formar geólogos egeógrafos, do Instituto de Geociências da Universidade Estadual de Campinas(Campinas, Estado de São Paulo, Brasil), denominado Ciências da Terra. Há umconjunto de atividades integradas pela disciplina Trabalho de Campo (recebendo cercade 30 alunos por semestre) alvo central da presente exposição. Nessa última tentamosaplicar uma abordagem para desenvolver competências diretamente relacionadas aatividades de pesquisa e, simultaneamente, atender necessidades de formação degeólogos e geógrafos.Nosso foco central de pesquisa concentra-se na obra e vida do naturalista escocêsJames Hutton (1726-1797). Dedicamo-nos à história e filosofia das ciências naturais.Esse pensador se dedicou a campos modernamente conhecidos como Meteorologia,Geologia, Química e Agronomia. Debruçamo-nos sobre as relações das pesquisas sobrea Terra, rochas e minerais e o pensamento filosófico e religioso do naturalista e, assim,revelamos vínculos do autor com sua época. Defendemos que tal perspectiva contribuipara compreender o lado humano do cientista e da ciência.Apesar disso acreditamos que é possível estudar tópicos específicos de uma obra easpectos da vida de um autor para atingir certos objetivos educacionais. Pretendemosdemonstrar isso neste trabalho.ObjetivosA abordagem adotada deve enfatizar o papel das atividades de campo paracompreender a natureza dos estudos da Terra.Neste trabalho procuramos relatar e analisar os resultados obtidos da experiênciaassinalada por leituras de aspectos históricos e metodológicos das ciências da Terra.Assinalamos que há na bibliografia relatos de experiências que igualmente adotama perspectiva que valoriza elementos históricos e metodológicos para explicitar anatureza da ciência. Tratam-se de casos semelhantes aos nossos: disciplinas ministradasa alunos que cursam a área de ciências naturais e humanas.Orientação teórica da atividade didáticaA educação em ciências atribui à história e à epistemologia diferentes funçõespedagógicas. Na literatura são bem conhecidas as diversas contribuições que assinalamtal aspecto. Acreditamos que esses aspectos promovem uma melhor compreensão deconceitos e métodos científicos; facilitam o entendimento dos nexos entre o pensamentoindividual e o desenvolvimento das idéias; tornam o conhecimento científico um1 A aula foi preparada a partir do trabalho “História e epistemologia: bases para organizar o ensino decampo em ciências da Terra”. In: VII Encontro Perspectivas do Ensino de Biologia / I Simp.Latinoamericano, 2000, São Paulo. Coletânea., 2000. v.1. p.58-62.

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000resultado humano das mudanças culturais. Na verdade, buscamos enfatizar justamentetais papéis no desenvolvimento metodológico da disciplina.O ensino de ciências usualmente trata história e epistemologia para enaltecerpersonagens (os Pais da Ciência), algumas descobertas, etc. sempre sob o enfoque doconhecimento científico aceito na atualidade (e não segundo sua importância relativasituada na época em que ocorreu). Nos livros didáticos de ciências da Terra são notóriasas citações a James Hutton, Charles Lyell ou Alfred Wegener. Procuramos noscontrapor a tal enfoque e buscamos aproveitar os avanços e dificuldades metodológicosde cada época. No Ensino de Geociências, por outro lado, a literatura valoriza ascontribuições de James Hutton. Nosso trabalho reúne essas sugestões para tratar dahistória e epistemologia no ensino de campo.O pensamento de Hutton é especialmente valioso para mostrar diferenças entretrabalhar com amostras no laboratório e ensaiar idéias no campo. Na época, final doséculo XVIII, estava ocorrendo uma mudança nas características da pesquisa comcrescente importância da coleta de dados no campo para os estudos da Terra, minerais erochas. Hutton vive e exemplifica tal transformação: constrói, inicialmente, suashipóteses e teorias apoiado no estudo de amostras de mão (observadas ao microscópio)mas, depois, vai testá-las no campo.Junto aos alunos o pensamento de Hutton é discutido e vinculado às suasobservações e, desse modo, busca-se compreender como as idéias pessoais evoluíramlado a lado de mudanças práticas no fazer ciência.A história, dessa maneira, ajuda a compreender métodos e procedimentoscientíficos. O pensamento hipotético e narrativo, adotado por Hutton, junto ao uso doatualismo (e seus nexos com o raciocínio analógico) são expostos por meio dainterpretação dos escritos do naturalista do século XVIII. Outros aspectosmetodológicos são tratados a medida que se aprofunda o estudo da obra de Hutton e decomo ele trabalhou; os limites dos procedimentos analítico, indutivo e dedutivo sãoexpostos e, simultaneamente, assinalamos diferenças entre ciências experimentais ehistóricas: os estudos que conduzem a compreender o planeta e o ambiente de modointegrado são realizados dentro da perspectiva de uma ciência histórica da natureza.Isso, por fim, enfatiza o uso de raciocínios abdutivos.Estudar o trabalho e os textos huttonianos encorajam os alunos a perseguirraciocínios lógicos com rigor. Os relatos de viagens (ao País de Gales e aos vales dosrios Tilt e Jed) aclaram fórmulas cognitivas marcadas pelo engenho, previsão, estruturanarrativa e hipotética.O lado humano da ciência é exposto mediante fatos cruciais da história da ColeçãoHuttoniana de Fósseis e Minerais (apresentados abaixo). Aqui encontra-se, de fato, ocerne deste trabalho: tratar e discutir com os alunos passagens, eventos ou casosaparentemente periféricos da História da Ciência e, consequentemente, consideradosirrelevantes para o ensino.Valorizamos a história da Coleção Huttoniana de Fósseis Minerais ao apresentá-ladentro da controvérsia de netunistas e plutonistas, respectivamente seguidores deAbraham G. Werner (acreditavam na origem sedimentar de todas as rochas) e de Hutton(acreditavam na origem magmática dos granitos).A coleção nunca foi exposta ao público e se dispersou em virtude da controvérsiadessas duas escolas científicas da época. Nos 30 anos que seguiram-se à morte deHutton houve a dispersão de seus materiais. Isso retrata a luta por prestígio acadêmico esocial.2

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Hutton, c. 1770, escreve a John Strange e faz menção à sua coleção. Diz quenecessita construir uma casa para abrigar suas amostras ou precisa construir uma casacom as amostras. Na teoria da Terra citam-se amostras de rochas. Prestam-se a sustentarque o calor consolida rochas. Ele exemplifica com observações de grãos minerais vistosao microscópio. Supomos que tais exemplos fizessem parte de sua coleção.Depois de sua morte, a irmã Isabela herdou a maior parte dos bens e propriedades.Ela doou a coleção a Joseph Black que, por sua vez, cedeu os materiais à Royal Societyde Edimburgo e esta acabou por transferir as amostras para o Museu de História Naturalda Universidade de Edimburgo. Tais sucessões ocorreram de 1797 a c. 1808, períodomarcado pelo auge do conflito de netunistas e plutonistas na cidade natal do naturalista.A controvérsia foi intensa em Edimburgo. Associações científicas, laboratórios,salas de aula e salões sociais foram palco do debate. De um lado estavam Joseph Black,John Playfair, James Hall e, do lado oposto, John Walker e Robert Jameson (osprimeiros dirigiam a Royal Society o os segundos estavam na Universidade).Nesse ambiente, a Coleção Huttoniana de Fósseis e Minerais foi alvo de disputaentre as duas escolas científicas. A correspondência, registros de reuniões, etc. expõem aluta apaixonada e, dessa maneira, revelam o lado humano do fazer ciência.Os estudantes discutem os detalhes dessa história: sucessão de propriedade,remoções e dispersão das amostras.Tais orientações conduzem ao estudo de textos clássicos da Geologia e fatos dahistória que revelam como com a mudança técnica nos procedimentos científicosreduziu a importância dos estudos apoiados em amostras (reduzindo o interesse pelacoleção).Adicionalmente orientamos leituras e discussões sobre a linguagem da ciência,raciocínio por meio de múltiplas hipóteses de trabalho, valor do pensamento analógicono estudo da natureza.Nosso desafio é combinar o treinamento de campo (expectativa geral do curso paraa disciplina) e elementos que revelam a natureza dos estudos da Terra. Tentamos, frentea tal quadro, mostrar que as mudanças históricas das atividades de campo possuemprofundo vínculo com a História das Geociências e, ao final dessa trajetória,enfatizamos que os estudos do ambiente terrestre caracterizam uma ciência histórica danatureza ou a Ciência do Sistema Terra.DiscussãoAssinalamos, inicialmente, que os estudantes possuem modesta experiência empráticas de pesquisa científica (laboratório, conceitual ou habilidades de campo) e fracoconhecimento de História e Filosofia da Ciência. Embora tenham feito disciplinas deGeologia, Geografia e Filosofia da Ciência no curso de Ciências da Terra, mas todasforam em caráter introdutório.O exame histórico da ciência revela a importância de se debruçar sobre originais.Tais textos mostram quais foram os procedimentos adotados pelos cientistas e podemconduzir ao entendimento metodológico da ciência. O teste de hipóteses, arepresentatividade e seleção de dados são debatidos e aclaram os raciocínios que osalunos precisam usar ao se dedicar a uma pesquisa. Limites e possibilidades deprocedimentos científicos encontram, desse modo, um local para serem debatidos eamadurecidos.Além disso, certos fatos históricos favorecem o debate sobre a influência da culturae interesses pessoais na tomada de decisões sobre teorias e explicações científicas.Os alunos têm, em sua maioria, apreciado essas discussões em uma disciplina quetem forte cunho prático. Notamos que parcela dos estudantes tornam-se mais atentos3

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000para os nexos entre a pesquisa e certos aspectos relativos ao vínculo entrerepresentatividade dos dados e complexidade das conclusões.1. IntroduçãoNas Geociências é difícil encontrar algum momento em que não se enfatizou oselementos históricos e metodológicos das ciências em seu ensino. Os exemplos sãomuitos e variados: encontramos menções nos textos de James Hutton (século XVIII),Charles Lyell (século XIX) no âmbito internacional, nos séculos passados. Neste séculohá informes históricos em textos didáticos clássicos como o de Arthur Holmes(Principles of physical geology) e, no âmbito brasileiro, desde os trabalhos de PaesLeme (História física da Terra: vista por quem estudou no Brasil) até Viktor Leinz(Geologia geral) dentre outros.As tentativas de renovação do Ensino de Ciências, promovidas pelo ESCP (EarthScience Curriculum Project adaptado no Brasil sob o título Investigando a Terra),assinalam a importância de tais estudos: de 11 temas eleitos para tratar o conhecimentoda Terra e seu ambiente todos acham-se vinculados à tradução da natureza e estruturadas Ciências da Terra: em todos os processos estudados, na exposição de teorias eexplicações tais princípios estão presentes lado a lado de informações históricas (ESCP,1978, p. 2-11). Trata-se de uma abordagem da natureza da ciência: ciência comopesquisa, compreensão de escala e previsão; uma abordagem dos estudos da Terra:universalidade das transformações, fluxo de energia no universo, adaptação àstransformações ambientais, conservação de massa e energia, sistemas terrestres noespaço e no tempo, uniformidade dos processos para interpretar o passado; e, por fim,ênfase na história da ciência: desenvolvimento histórico das geociências.Certas ausências são surpreendentes para o leitor moderno já relativamente habituadocom a ênfase dos estudos vinculados ao cotidiano, aos tópicos tecnológicos e à ciênciaaplicada. Na verdade tal ênfase no que denominamos ciência, tecnologia e sociedade(em suas múltiplas versões e manifestações educacionais) corresponde à crítica feita àciência pura enfatizada nos projetos patrocinados pelo National Science Foundation dosEUA (como o ESCP) – realizada principalmente desde a década de 1970 – e, de certomodo, representa o retorno às preocupações tecnológicas que assinalavam os programasde ensino de ciências em meados da década de 1950 nos próprios EUA.Tal convergência de aspectos teóricos e práticos promovida pelos projetos patrocinadospelo National Science Foundation e, no que diz respeito ao caso brasileiro, à influênciaexercida pelo ESCP na inovação educacional, torna tal programa de ciências um foco deanálise que aclara semelhanças e diferenças com as atividades analisadas nestaexposição.4

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Em estudos anteriores (Gonçalves 1994 e Gonçalves e Figueirôa 1999) já sugerimos acontinuidade e a ruptura entre o ESCP e as iniciativas de inovação no Ensino deGeociências no Brasil enfatizando aspectos da metodologia de ensino: o ensino centradono aluno e o engajamento dele em atividades de pesquisa, o papel das atividades decampo, o valor atribuído aos problemas ambientais e as questões relativas à formação deprofessores de ciências. A questão metodológica dos projetos de inovação do Ensino deGeociências no Brasil já recebeu inúmeras menções e análises (p.ex.: Amaral, 1995). Nopresente trabalho interessa-nos esmiuçar as características do tratamento da História eFilosofia da Ciência nesse ensino. Tomamos como caso de estudo uma disciplinaministrada no Curso de Ciências da Terra do IG-UNICAMP, Trabalho de Campo, porter sido uma oportunidade de avançar uma fórmula que articula história e filosofia daciência ao ensino.No que se assemelha e no que se diferencia a disciplina Trabalho de Campo daabordagem presente no ESCP? O que fundamenta as diferenças? Esses dois tópicosserão aqui perseguidos e pretendemos equacioná-los como uma orientação passível deser empregada no ensino de ciências. Temos em mente os limites dos esforços degeneralização de casos particulares mas não podemos nos furtar de relembrar anecessidade de tomar alguns elementos como inspiradores de outras atividades epesquisas educativas.2. Questões metodológicas dos estudos da TerraOs estudos da Terra diferenciam-se em alguma medida das demais investigaçõesnaturais e experimentais. Se tomamos a Física como referência de ciência experimental,os estudos terrestres embora adotem certas formulações típicas da Física (procedimentosde investigação indutivo-dedutivo, base experimental, abordagens matemática –pensamento sintético e analítico) se afastam dessa base metodológica pelo caráterhistórico de estudo das inter-relações naturais. Isso conduz a práticas diferenciadas e aoemprego de raciocínio considerados menores na Física (pensamento multifatorial,raciocínios analógicos, procedimentos históricos e comparativos).A percepção desses fatos é matéria clássica de debate na literatura geológica.Chamberlim (1897) explica o caráter singular desses estudos. Enfatiza aimpossibilidade de linguagem linear (verbal) para estudar fenômenos e a necessidade deprocurar várias explicações possíveis para entender cada caso – essa negação doraciocínio linear, meramente indutivo-dedutivo e, adicionalmente, a busca de diversascausas para certo fato, foi denominado pelo pensador americano método das múltiplashipóteses de trabalho.5

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Na mesma época, Gilbert (1896) assinala a necessidade de aprender mediante os errosdas pesquisas, ponto que seria crucial na formação do pesquisador. Chama atenção queo futuro cientista tem muito mais a aprender com os erros cometidos anteriormente doque com os acertos (o que ele denominou método do incultimento pelo exemplo).As duas formulações são significativas não apenas pelos postos ocupados pelos doispensadores mas, também, pela dedicação deles aos estudos de geociências (Chamberlimseguiu a trajetória dos grandes geólogos americanos de sua época, assumiu posiçõesrelevantes da Universidade de Chicago, criou periódicos científicos, etc. Gilbert ocupoupostos de destaque no serviço geológico; ver Pyne 1978). Incorporado às duas visões,algo contrastantes, além do rigor e do critério, estão as preocupações com um campocientífico no qual o modelo indutivo-dedutivo e o pensamento matemático erambastante limitados. A explicação histórica, base da previsão dos recursos minerais eenergéticos, necessitava de outros procedimentos metodológicos e isso já era antevistopor essas lideranças científicas.Há inúmeras contribuições sobre a natureza das Ciências da Terra no século XX – sebem que comparadas aos debates da Física são muito poucas. Nos limites destaexposição não trataremos exaustivamente delas mas assinalamos que arbitrariamentepoderiam ser divididas em dois grupos. O primeiro, sob diversos rótulos procuracaracterizar que as Geociências operam com o mesmo instrumental teórico da Física(método indutivo-dedutivo, análises e modelos matemáticos) ou, no máximo, teriampartes da Geologia em que tais raciocínios seriam limitados (p.ex.: Kitts 1977 e Gould1965). O segundo procura enfatizar as particularidades desse campo científico e assinalaos limites de validade dos raciocínios típicos da Física; tratam-se de autores queenfatizam o caráter sintético e histórico do pensamento geológico (p.ex.: Potapova 1968e Frodeman 1995). Fizemos tal digressão para reforçar nosso partido nesse debate:acreditamos que as ciências dedicadas ao estudo do sistema Terra realizam uma sínteseparticular ao estudar o mundo, abordam a natureza sob o ponto de vista temporal(histórico) em que abordagens matemáticas, experimentais e indutivo-dedutivas sãomuito restritas. Alas! Assinalamos que nos múltiplos campos específicos em quesubdividem tal objeto de estudo esses raciocínios são largamente praticados e sãoextremamente frutíferos mas isso corresponde ao crescimento do processo deespecialização e não ao entendimento global e integrado do planeta.Assumindo tal atitude, ela nos informa sobre o caráter específico dos estudos da Terra edaí obtemos aspectos nucleares dos estudos históricos da natureza. O método históricocomparativopara transferir informação no tempo acha-se fortemente assentado emnexos analógicos e em fórmulas apoiadas na observação visual dos fenômenos.6

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Outro traço marcante é o lado hipotético e a impossibilidade de comprovação dasprevisões (retrovisões) sobre o passado da Terra. Como a comprovação experimental élimitada ou impossível, os modelos e explicações históricos são fortemente hipotéticos(Gruza e Romanovisky 1975 chamam atenção para esses modelos hipotéticos).A linguagem visual para representar esses modelos e explicações ocupa papelparticularmente relevante nas Geociências (comparável a algumas áreas médicas etecnológicas). Isso valoriza e conduz ao estudo dessas representações e esquemasvisuais sobretudo o mapa (diversos autores trataram do papel do mapa nas Ciências daTerra, p.ex. Rudwick 1978 ou Winchester 2002).A conjunção desses elementos conduz à valorização da comunicação narrativa paraestruturar esse estudo sobre o planeta.Justamente esses elementos e a sugestão de como eles foram caracterizadoshistoricamente servem para guiar a abordagem que adotamos na disciplina em foco.3. Questões históricas dos estudos da TerraMatthews (1994 p. 49-54) faz um apanhado das diversas sugestões que foram expostaspara as possíveis funções da história na Educação em Ciências. Chama atenção que amaioria das razões assinaladas sejam propostas por cientistas ou pesquisadores deEducação em Ciências e, por outro lado, há limitada participação de pesquisadores emHistória da Ciência.Ora, um resultado desse interesse acompanhado de falta de clareza sobre o campoespecífico de história é o surgimento de críticas, a nosso ver válidas, contrárias a tratarhistória em programas e aulas de ciências (um quadro desse debate é achado no mesmoMatthews 1994 p. 71-77). Torna-se necessário, em virtude disso, buscar nexos entrehistoriadores, filósofos e cientistas para que haja certo tratamento da história no ensinoe, ainda, carece de resposta que abordagem de história adotar e em que situaçõesespecíficas. O que marca nossa contribuição neste encontro é procurar aclarar esseproblema se bem que não temos uma resposta definitiva e generalizável.Um ponto precisa ser enfatizado portanto, logo de início, para caracterizar nossopensamento é a história que defendemos para o ensino de ciências. Existem diversasabordagens de História da Ciência (história dos conceitos, história institucional, estudossociológicos da ciência, enfoque internalista e externalista, diversos matizes dessaspesquisas). Foge ao escopo desta exposição caracterizar cada uma dessas tendênciasmas elas atribuem valor muito diferenciado à influência da cultura externa sobre aciência, ao papel da tecnologia no avanço do conhecimento científico e ao papel dosdados empíricos na elaboração de teorias e explicações.7

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Advogamos que o conhecimento científico sobre o planeta Terra atribui um valor muitovariado dos dados de acordo com as necessidades culturais de cada época mas queinexiste explicação científica desconsiderando esses registros da natureza e que, doséculo XVIII para cá, seguramente há um nítido vínculo das necessidades tecnológicas eexplicações que ajudam na previsão do futuro curso natural (seja para obter recursosminerais e energéticos, seja para planejar a ocupação territorial, prever impactos ourehabilitar ambientes).Ao mesmo tempo, cientistas vivem a sociedade e a cultura de sua época e, em algumassituações, vamos encontrar certos elementos políticos, religiosos e morais incorporadosàs explicações sobre o planeta. Por outro lado, as teorias e explicações adotadas ajudama alterar toda cultura humana. Exemplos são variados e, em nosso caso, ao tomar onascimento da moderna Geologia são nítidos os laços entre, de um lado, as necessidadesde recursos minerais e energéticos ampliadas pela Revolução Industrial e atransformação de certas tradições da História Natural, Medicina e Mineralogia emGeologia. Por outro lado, há uma contribuição para a cultura humana que resultou doavanço teórico dessa ciência: a noção de tempo infinitos substituindo o tempo limitadoda cultura bíblica.Tomando essa orientação como enfoque procuramos tratar o ambiente social e científicoda Escócia oitocentista de onde extraímos o conflito de teorias adversárias, aexperiência pessoal de formular uma teoria científica, a oposição ao aceite dessa teoria,o ambiente marcado pelo pensamento liberal clássico para, no fim, explicar para osalunos a natureza do conhecimento científico e os métodos e conceitos adotados naquelaépoca.4. O exemplo da disciplina Trabalho de CampoNossa disciplina, denominada Trabalho de Campo, é ministrada para geólogos egeógrafos (os últimos realizam um curso de graduação fortemente vinculado à área deciências humanas), usualmente 30 alunos por semestre. Enfatizamos a leitura crítica deaspectos históricos e metodológicos dos estudos da Terra (compreendidos como umainteração de fenômenos naturais e sociais vinculados ao uso e ocupação territorial).É necessário assinalar que nossos estudantes não estão familiarizados com a vida, obraou ambiente cultural de Hutton (marcado pela Revolução Industrial, RevoluçãoFrancesa e Idade das Luzes). Todas as idéias, leituras e fatos são, portanto, novos paraeles. Como já indicamos, a ideia de pesquisa científica, seus métodos de campo oulaboratório igualmente são novidades para eles.Enfatizamos a vida e a obra de James Hutton (1723-1797) pelo que ela ajuda a entenderdos elementos metodológicos e do ambiente científico e cultural da época de nascimento8

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000das ciências geológicas. Todas as ideias, leituras, portanto, se constituem comonovidades.Usamos o Abstract de Hutton (Theory of the Earth..., primeira versão pública, impressaem 1785). Apresentamos, ainda, a história da Coleção Huttoniana de Fósseis e Minerais,a descoberta da origem dos granitos e alguns episódios da vida de Hutton. Essesacontecimentos facilitam e exemplificam certos elementos metodológicos quecaracterizam a natureza das Ciências da Terra. Além disso, é necessário enfatizar que adisciplina é baseada em observações diretas de campo (cobrindo os seguintes campostemáticos: Geologia, Petrologia, Mineralogia, Geomorfologia, Pedologia e GeografiaUrbana – todos tratados em nível introdutório). Nosso desafio é abranger e combinar otreinamento de técnicas de campo e elementos históricos e metodológicos. Procuramos,por um lado, mostrar as mudanças históricas ocorridas nas atividades de campo e, poroutro, o estudo das ciências da Terra como uma ciência histórica da natureza.4.1. Objetivos da disciplinaA abordagem adotada enfatiza o papel das atividades de campo no fazer das ciências danatureza. Espera-se que os estudantes desenvolvam habilidades de observação,interpretação de observações e de propor hipóteses que possam ser testadas porobservações mais dirigidas. Embora os alunos sejam geralmente pouco treinados nessascompetências, imagina-se que elas contribuirão para que os estudantes compreendam anatureza da ciência. Ao mesmo tempo, em termos de conteúdo enfatiza-se o estudomineralógico e petrológico dos locais estudados.O pensamento de Hutton é particularmente relevante para mostrar algumas diferençasentre trabalhar com amostras de laboratório e testar idéias (hipóteses, explicações eteorias) no campo. Dessa forma, o pensamento de Hutton é discutido junto com suasobservações que foram realizadas tanto no campo quanto em amostras (e que poderiamser comparadas àquelas que hoje são feitas pelos alunos). Nossa ênfase concentra-se naHistória da Geologia e o que ela informa sobre o método científico empregado emciências históricas (assinalamos o pensamento analógico, o atualismo, o pensamentomultifatorial, hipotético e narrativo). A obra e a vida de Hutton encorajam o estudante aobservar e seguir rigorosamente uma visão lógica. Alguns casos ocorridos com Huttonrecebem especial atenção: o Abstract (1785, primeira versão da Theory of the Earth), aviagem para o País de Gales, a descoberta da origem plutônica dos granitos (a viagem aoVale do Rio Tilt, Scottish Highlands) e a história da Coleção Huttoniana de Fósseis eMinerais.9

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Nos limites deste trabalho, revelamos a relevância e os principais fatos da história daColeção Huttoniana (mencionada acima) e da dispersão da mesma. Tais fatos podemtornar-se significantes para ensinar Geociências sob uma abordagem humanista.4.2. Leituras e conteúdos da disciplinaNunca podemos perder de vista o traço essencial de nossa disciplina: treinar os alunosnas técnicas de campo. Espera-se que os alunos conheçam o uso de instrumentosgeológicos básicos para suas respectivas carreiras. Ao final da disciplina, os alunosdevem estar familiarizados com o uso de bússolas, GPS, mapas topográficos efotografias aéreas. Isso limita nossas ações e determina quais são as competênciascríticas e necessárias.É parte essencial da disciplina um conjunto de viagens de campo em áreas próximas aCampinas. Nelas os alunos visitam rochas e reconhecem as principais unidadeslitológicas regionais: o Proterozóico Médio e Superior (complexo migmatítico egranítico) e os estratos Permo-Carboníferos (Grupo Itararé da Bacia Sedimentar doParaná). As viagens incluem, ainda, visitas a: 1) depósitos sedimentares Cenozóicos; 2)rochas subvulcânicas toleíticas do Juro-Cretáceo; 3) sítios fossilíferos (Formação Iratida Bacia do Paraná); rochas com diferentes graus de milonitização e falhas normais;outros depósitos de diversas origens e idades. Além disso, as viagens também servempara descrever e classificar as unidades pedológicas e as grandes unidadesgeomorfológicas.Antes de iniciar a parte técnica (sucintamente acima descrita), a disciplina promovereuniões para discutir a importância dos dados de campo, a história da transformação daHistória Natural em Mineralogia e Química e, destas em Geologia. Tais reuniões sãoprecedidas de leituras sobre história e metodologia das ciências.Nossa orientação epistemológica básica acha-se nos textos de Potapova (1968) eFrodeman (1995). Ambos defendem que a Geologia é uma ciência histórica, uma áreaapoiada no discurso hipotético, narrativo e analógico sobre a Terra. Tomamos taiscaracterísticas como essenciais para construir explicações geológicas a partir do campo(local privilegiado para coleta de dados e manifestação localizada da crosta terrestre).A peculiaridade epistemológica da crosta terrestre é assinalada por Rudwick (1996)desde outro ponto de vista. Para discutir problemas de teoria e prática das ciênciasgeológicas e os diferentes papéis das viagens de campo para elaborar novasexplanações, Rudwick defende certo nexo entre o avanço do conhecimento e a visita alocais desconhecidos. Essa situação liminar, historicamente exemplificada pornaturalistas, seria vivenciada também por estudantes em suas primeiras atividades decampo.10

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000O famoso método das múltiplas hipóteses de trabalho de Thomas Crowder Chamberlimé usado para aprofundar questões relativas a aspectos metodológicos e semióticosenvolvidos nas teorias e representações lingüísticas típicas dos estudos da Terra (mapasgeológicos) – Pyne (1978) e Spencer (1997) contribuem com interessantes indagaçõesque são tratadas nesse texto clássico.Os estudantes, dessa maneira, começam a ter uma visão mais criteriosa sobre: relaçõesmetodológicas e dados diretos, representação de dados, explicações sobre o mundo reale sistemas concebidos, coleta de novos dados e mudança nas explicações.4.3. A história da Coleção Huttoniana de Fósseis e MineraisA história da coleção é algo triste. Nunca foi exposta ao público e devido a certacombinação de descuido e astúcia seu material foi dispersado e perdido. Jones (1984 e86) conta a história da reunião das amostras: Hutton, ao longo da vida, reuniu materiaisrochosos de diversas procedências. Podemos encontrar referências a tais espécimes naTheory of the Earth (1795 e 1899), nas citações de Playfair (1805) e na correspondênciae em notas esparsas de Joseph Black ou de seus alunos.Tais materiais que compunham a coleção foram perdidos nos 30 anos seguintes à mortede Hutton. A história da dispersão e os personagens envolvidos ilustram a luta peloprestígio social e influência acadêmica. Esse componente da prática científica é o queestamos denominando, aqui, de lado humano da ciência.Por volta de 1759, o interesse de Hutton pelos estudos da Terra podem ser reconhecidosem diferentes fontes. Mas, infelizmente, não podemos provar quando ele começou areunir sua coleção pessoal de rochas e minerais; isso pode ter ocorrido em sua estada emParis (quando talvez tenha acompanhado as aulas de Rouelle no Jardim do Rei) oudepois.Em carta para John Strange, c. 1770, quando Hutton deixou sua fazenda e foi morar emEdimburgo, a coleção foi diretamente citada.Jones (1984) argúi que a teoria huttoniana de que o calor subterrâneo seria o agente paraconsolidar as rochas foi baseada na análise descritiva de amostras de mão observadas aomicroscópio. Na Theory of the Earth, em sua segunda versão, 1788, há numerosasdescrições de amostras para justificar a idéia de que os estratos consolidados do globoforam sujeitos a fusão. Além disso, amostras ilustraram a teoria da ciclicidade doseventos (naquele momento Hutton ainda não conhecia as descontinuidades de SiccarPoint e Jedburgh).A coleção foi vista somente pelos amigos de Hutton, durante sua vida. Depois de suamorte, a controvérsia entre netunistas e plutonistas destruiu a coleção (supomos que osfatos principais do conflito entre Hutton e Abraham Gotlob Werner, e seus discípulos,sejam bem conhecidos depois do livro de Dean 1992).Essa famosa controvérsia foi importante para o ambiente científico e social deEdimburgo no final do século XVIII. As associações científicas (scientific clubs),laboratórios, salas de aula, salões sociais foram transformados em palco e tomarampartido de uma escola ou de outra. De um lado da disputa estavam Joseph Black(médico, professor da Universidade de Edimburgo e conhecido por suas contribuições11

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000para Química), John Playfair (matemático, igualmente professor da mencionadauniversidade e biógrafo de Hutton), Sir James Hall (fazendeiro e minerador, conhecidopor suas contribuições para mineralogia experimental) e, do lado oposto, os seguidoresde Werner: John Walker (professor de História Natural na Universidade de Edimburgo)e, sobretudo, seu principal discípulo e sucessor na universidade, Robert Jameson.É o lado particular do conflito que assinala o lado humano do fazer ciência, fatosmarcados pela paixão e pela luta. Edimburgo, daquela época, tinha cerca de 35.000habitantes e um pequeno círculo intelectual. Estava ocorrendo uma intensa expansãoindustrial e urbana vinculada aos avanços técnicos e da mineração. Nessa cidade ocorreua disputa pela teoria que seria capaz de explicar a origem de algumas rochas(principalmente granitos e basaltos). A história da dispersão da coleção huttonianaexemplifica e demonstra métodos não ortodoxos de praticar a ciência. Assinalamos queas duas escolas de pensamento que dividiram a história natural adotaram essesprocedimentos.Os detalhes da sucessão e propriedade da coleção (cartas, mudanças de local,interferência de diversos comitês científicos, etc.) revelam o conflito entre aUniversidade de Edimburgo e a Sociedade Real de Edimburgo. Na primeira instituiçãoestavam concentrados os netunistas, por sua vez, na segunda achavam-se os plutonistas.Junto com os alunos de nossa disciplina acompanhamos a história até 1907 (quando umincêndio elimina os documentos que descreviam a coleção e, desse modo, representam aperda final dos materiais).Quando Hutton morreu, março de 1797, a coleção foi herdada por sua irmã Isabella.Esta doou o material a Joseph Black que, por sua vez, ofereu-a à Sociedade Real deEdimburgo. 2A Sociedade Real de Edimburgo aceitou a coleção e indicou John Playfair e Sir JamesHall como curadores do material.A Sociedade Real não tinha condições de manter suas próprias coleções e depositou omaterial em local de limitado acesso para especialistas e público. Propôs, então, quepara tornar a visita pública que o material passasse a pertencer ao Museu de HistóriaNatural da Universidade de Edimburgo.Os dois curadores nomeados esperavam ilustrar as teorias de Hutton, tão bem quantopossível, usando a própria coleção. Em virtude disso, não quiseram remover osmateriais para o museu até que eles tivessem sido organizados de acordo com as normasde colecionador (Minutes of Council General Meetings of the Royal Society ofEdinburgh, 1798-1807, 25 Jun. 1804). Eles atrasaram o trabalho por muitos anos.Na mesma época, o Curador do Museu de História Natural era John Walker (o professorde História Natural era ex officio o responsável por esse museu). Sua atitude contrária àsteorias de Hutton eram bem conhecidas. Playfair e Hall esperavam, em virtude disso,um tratamento descuidado por parte do museu em relação à coleção.Walker foi sucedido por seu aluno Robert Jameson na Cadeira de História Natural(naquela época, essa vaga foi disputada também por Playfair).Jameson tornou-se o grande defensor de Werner em Edimburgo e suas ambiçõesconduziram a insistir na transferência da coleção para o museu.2 Carta de Black, 2 de dezembro, 1799: Edinburgh University Library, MS Gen. 130.12

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Hall arguiu, em 1801, que a Sociedade Real da cidade deveria manter a posse de suascoleções mas não teve sucesso.Ao suceder Walker, em 1804, Jameson imediatamente escreveu à Sociedade Real deEdimburgo reivindicando o material de Hutton e acusando essa associação de estarimpedindo o ascesso à coleção. Ele requereu que a coleção fosse transferida logo para omuseu (Min. of Council Gen. Meetings of the RSE, 1798-1807, 25 Jun. 1804). O tom dacarta sugere que a coleção já tinha se tornado um foco de rixa entre huttonianos ewenerianos.A data exata da transferência permanece duvidosa (entre 1807 e 1808). Não temosdados sobre como a coleção foi organizada ou catalogada na época da mudança. Maspodemos supor que tenha permanecido encaixotada até deixar de despertar interessecientífico.Uma lista dos materiais da coleção havia sido preparada por Black e Hall. Esse registrodo conteúdo foi deixado para Sir David Brewster mas esses documentos foram perdidosem um incêndio acontecido em 1903.Para evitar futuras perdas àquela ocorrida com a Coleção Huttoniana de Fósseis eMinerais, a Sociedade Real de Edimburgo pediu ao Rei novas instalações queadmitissem manter suas próprias coleções. Contra a vontade de Jameson, tal petição foiatendida em 1811. Mas o material de Hutton permaneceu no Museu de História Natural.Jameson nunca esforçou-se por mostrar a coleção de Hutton e seu valor científico foidesprezado. Esse curador, em 1826, reconheceu que tais espécimes foram mantidos nascaixas. Ele queixou-se que a Sociedade Real privou o direito de livre acesso aosmateriais. E, por sua vez, ele não quis mostrar os materiais para os seguidores de Huttonou para o público.Depois de 1827 a coleção chamou pouca atenção. As explicações de Hutton ganharammaior aceite e, desse modo, as amostras de mão pareceram tornar-se evidênciasredundantes. A ciência havia mudado nas suas explicações e adquirido novas técnicasde pesquisa.O relatório do Museu de História Natural, de 1835, considerou que o conteúdo dacoleção era insignificante.Todos os materiais desse museu foram doados ao Departamento de Ciências e Artes, em1855, sendo transferidos para um novo local em 1865 (Chambers Street, onde encontraseo atual museu). A Coleção Huttoniana de Fósseis e Minerais deve ter sido dispersadadurante essa mudança e tornou-se impossível identificá-la nos materiais preservados.4.4. História, filosofia e conceitos científicosPrimeiramente, ao examinar a história da Coleção Huttoniana de Fósseis e Mineraisrevela-se a importância dos escritos feitos pelo próprio Hutton. Dessa forma percebe-seo modo como as amostras de mão serviram para construir uma teoria. Ao mesmo tempo,problemas metodológicos relativos à representatividade e seleção de espécimes podemser discutidos com os alunos. Em segundo lugar, os limites de estudos feitosexclusivamente sobre amostras de mão podem ser comparados com as explicaçõesobtidas pelo próprio Hutton a partir de suas viagens de campo (Theory of the Earth,volume 3, 1899): Hutton encontrou evidências da origem dos granitos e basaltos mas13

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000necessitou de provas; estas foram obtidas no campo (em ambos os casos Hutton foicriativo e inovador, mas no segundo ele estava empregando um novo modo de trabalharque estava se tornando comum entre os naturalistas de sua época). Além disso, a origemde calcários e mármores mostra que o conhecimento científico, normalmente visto comoracional e objetivo, também conduz a dúvidas e erros (aspecto geralmente poucoenfatizado pela História da Geologia veiculada pelos livros didáticos relativa a JamesHutton).Muitos aspectos metodológicos foram tratados por meio dessas questões e tópicos. Osvínculos entre dados empíricos e teorias científicas foram revelados em termos de suamútua dependência, problemas históricos relacionados ao desenvolvimento técnico dosinstrumentos de coleta de dados (tema tipicamente tecnológico) podem ser tratados,facilidade de obter dados através de escavações (abertura de novas estradas, canais,represas, etc.) acham-se articulados ao avanço dos estudos sobre a Terra. Todas asnoções conduzem a compreender os limites técnicos do conhecimento científico, ouseja, a história da ciência adquire papel fundamental para analisar o trabalho de campoque os alunos devem realizar.Os elementos mencionados logo acima são apenas internos ao exame da história dacoleção de Hutton. Tornam-se relativos ao fazer do cientista quando sãocontextualizados em seu lugar e sua época. Mas, ainda assim, revela-se somente algunsaspectos do caráter dos cientistas e de seus sentimentos.A história da coleção expõe, ainda, uma luta por postos acadêmicos e prestígio social.Mostra como acham-se imbricadas as paixões e as estratégias dos seres humanosquando tomamos o cotidiano repleto de medo e desafios. As vontades individuaisajudam a explicar, pelo menos em alguma medida, os motivos que conduziram à tristeperda da coleção. Contudo esses também foram os motivos e meios de conduzir eavançar pesquisas e estudos; lutas, paixões e avanço do conhecimento acham-se bemilustrados por meio do exemplo da coleção de fósseis e minerais de Hutton.Certamente esse aspecto da pesquisa, realizada por renomados cientistas, revela o ladohumano do fazer ciência. A disputa entre netunistas e plutonistas, muitas vezes saudadacomo uma marca só positiva da moderna ciência geológica, necessita ser conhecidacomo uma controvérsia de idéias reais, defendidas por homens genuínos que usarammúltiplos mecanismos para tentar conduzir o conflito a seu favor.O que procuramos enfatizar é exatamente as múltiplas dimensões da construçãocientífica. Adotamos isso como uma forma relevante de conduzir os alunos ao realismocientífico e, desse modo, chamando atenção para a existência de escolas de pensamentoe para os limites do próprio conhecimento científico de certa época.5. Avaliação da disciplinaJohnson et al. (2009) constrói um conjunto de indicadores para examinar a eficiência doensino de Ciências. Tratam-se de elementos particularmente interessantes porqueexaminam a interação entre professores e alunos, incluem certa maturidade da atividaderealizada ao propor níveis diferentes de intercâmbio entre alunos e professores.Esta forma de descrever a qualidade da aula ou de grupos de aulas depende deobservação que pode ser feita pelo próprio professor ou por um observador externo.14

Simpósio Latino-Americano da International Organization for Science and Technology Education fev.2000Dessa maneira, forma-se uma apreciação qualitativa que ajuda a aperfeiçoar o trabalhodo professor.Cinco níveis foram indicados. No nível 1, Instrução ineficiente, Há pouca evidência dopensamento ou engajamento do estudante com ideias importantes da aula, aaprendizagem é passiva e atividades práticas feitas sem motivo. No nível 2, Elementosde instrução efetiva, existem sérios problemas no design, na implementação, conteúdo;a aula contém alguns elementos de prática efetiva, mas é muito limitada. No nível 3,Iniciando os estágios de instrução efetiva, há elementos de prática efetiva, estudantessão engajados em trabalhos significativos algumas vezes; a aula pode ser inadequadadevido às necessidades ou ao número de estudantes; a instrução é limitada para que osalunos compreendam a disciplina, ou possam desenvolver bem suas capacidades. Nonível 4, Instrução efetiva, existe uma proposta clara que engaja os alunos; estudantesparticipam ativamente de trabalhos significativos, p.ex. investigações, apresentações doprofessor, discussões com professor e colegas, leituras; a aula é bem esquematizada, oconteúdo e a pedagogia são adaptados às necessidades dos alunos; muitos estudantescompreendem a disciplina e desenvolvem suas capacidades. No nível 5, Instruçãoexemplar, todos os estudantes são altamente engajados todo o tempo e o trabalho ésignificativo; a aula é bem planejada e criativamente implementada de acordo comnecessidades e interesses dos alunos.Tomamos como variável essencial a participação dos alunos nas atividades que foramprogramadas. Seu envolvimento foi entusiasmado, trouxe sugestões e participação nasaulas e planejamento da disciplina. Diante do quadro, consideramos que a maior partedo tempo a disciplina atingiu a instrução efetiva.É preciso assinalar uma importante limitação. O grupo de alunos possuía um conjuntode características particulares e muito diferentes das turmas seguintes. Isso ajuda aentender o engajamento intenso desse grupo.Referências bibliográficasAMARAL, Ivan A. do. Em busca da planetização: do ensino de ciências para educação ambiental.Campinas: 1995. Tese de Doutorado. Faculdade de Educação, UNICAMP. 2 v., 650 p.CHAMBERLIM, Thomas C. The method of multiple working hypotheses. Jour. Geol., p. 837-844,1897.DEAN, Dennis R. James Hutton and the history of geology. Ithaca: Cornell University Press, 1992.303p.EARTH SCIENCE CURRICULUM PROJECT. Investigando a Terra: guia do professor. São Paulo:McGraw Hill do Brasil, 1980. v. 1.FRODEMAN, Robert. Geological reasoning: geology as an interpretative and historical science. GSABulletin, v. 107, n. 8, p. 960-968, Aug. 1995.GILBERT, Grove Karl. Inculcation of scientific method by example. Am. Jour. Scien., 1886.GONÇALVES, Pedro W. A geologia introdutória na universidade: análise de um modelo de curso.Cadernos IG/UNICAMP, v. 4, n. 2, p. 90-116, 1994.GONÇALVES, Pedro W. A luz invisível: o conceito de analogia na doutrina natural e moral de JamesHutton. Campinas: 1997. Thesis. (Doctor of Philosophy) - Universidade Estadual de Campinas.373p.GONÇALVES, Pedro W.; FIGUEIRÔA, Silvia F. de M. Problemas do ensino de cartografia: questões deteoria e método. Reunião da ANPED, 22,Caxambu-MG, set. 1999. Anais do... (CD-ROM).GOULD, S. J. Is the uniformitarism necessary? American Journal of Science, p. 223-228, 1965.GRUZA, V.V.; ROMANOVISKY. The Principle of actualism and logic in understanding the geologicpast. International Geologic Review, v. 17, n. 2, p. 167-173, 1975.HUTTON, James. Abstract of a dissertation read in the Royal Society of Edinburgh, upon theseventh of March, and fourth of April, M,DCC,LXXXV, concerning the system of the15

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