ESCOLA BANDEIRANTESEducação Infantil e Ensino Fundamental

Lista de Exercícios de Ciências NaturaisProf. Paulo Henrique Mueller Data: 20/02/06 Turma: 8ª série

Sábio não é aquele que fornece as verdadeiras respostas, mas quem formula as verdadeiras perguntas.

Claude Lévi-Strauss, antropólogo belga (1908)

O Método Científico

No laboratório de uma universidade, um senhor senta-se diante do microscópio eletrônico. Com anos de prática, observa atentamente um fragmento de fígado retirado de um paciente, à procura de pequenos organismos responsáveis por uma infecção comum em nosso país. Suas pesquisas têm grande importância porque podem mudar as formas de prevenção da moléstia e até mesmo alterar a maneira como os responsáveis pela Saúde Pública vêm lidando com a questão.

Ao mesmo tempo, no pantanal mato-grossense, lutando contra as cãibras, uma jovem ajeita-se como pode no interior de uma abafada barraca. Às voltas com nuvens de pernilongos e acotovelando-se com máquinas fotográficas e cadernos de anotações, ela estuda o comportamento de uma ave daquela região do Brasil, e permanecerá horas a fio naquela incómoda posição.

Nesse instante, ao redor da mesa do café, um grupo de pessoas conversa acaloradamente diante de uma pilha de papéis cheios de números. Há meses estão empenhadas em compreender como determinada doença hereditária é transmitida de pais para filhos, e estão muito perto de alcançar seu objetivo. Certo nervosismo toma conta dessas pessoas, pois sabem que outro grupo de pesquisadores também está próximo da solução do mesmo problema. Se conseguirem publicar seus resultados em alguma revista científica antes dos rivais, terão o reco-nhecimento da comunidade internacional de cientistas; caso contrário, seus esforços terão sido quase em vão. Descobertas científicas costumam dar méritos somente a quem chega em primeiro lugar!

Quando pensamos em um cientista, geralmente a imagem que nos vem é a de alguém com ar pensativo, vestindo um longo avental, em um laboratório cheio de frascos fumegantes e equipamentos eletrônicos. Entretanto, todas as pessoas citadas anteriormente são cientistas. Embora as "ferramentas" que utilizem — máquinas fotográficas, microscópios, tabelas com números etc. — sejam diferentes, todas buscam solucionar questões e compreender o mundo em que vivemos.

A ciência (do latim scientia, que significa "conhecimento") é o exame e a verificação da experiência hu-mana; é a maneira cuidadosa e organizada de estudar uma folha de goiabeira, um cão, um vírus ou mesmo o universo inteiro. O que a move é a curiosidade!

Diferentemente da religião, da arte e da filosofia, a ciência limita-se àquilo que pode ser observado e medido de forma precisa. Os cientistas buscam a imparcialidade e a objetividade; já os artistas procuram a subjetividade, colocando diante dos olhos "lentes" capazes de modificar sua visão do mundo. A responsabilidade de retratar o universo exatamente como ele é não cabe aos artistas, e sim aos cientistas.

Os cientistas são pessoas reais: têm ambições, receios e também cometem erros. A ciência não faz julgamentos; os cientistas, porém, como qualquer pessoa, podem fazê-los. Sabemos, por exemplo, que as usinas nucleares geradoras de eletricidade podem trazer riscos à saúde das pessoas. Por meio de experimentos, a ciência pode quantificar esses riscos, estabelecendo relação entre a dose de radiação e as lesões que ela causa. A partir dessa informação, todos — e não apenas os cientistas — poderão fazer seu próprio julgamento e decidir se querem ou não a construção de usinas nucleares nas regiões em que vivem.

Os cientistas procuram construir representações precisas (ou seja, consistentes e não arbitrárias) do mundo que nos cerca. Porém, as convicções pessoais — de natureza religiosa, cultural ou política — e o contexto histórico, social e econômico podem influenciar a percepção que eles têm dos fenômenos e o modo como os interpretam. Reconhecendo esse fato, a ciência adota critérios que visam minimizar essas influências. O conjunto de procedimentos padrão adotados com essa finalidade constitui o método científico.

O trabalho dos cientistas — isoladamente ou em equipe — é a investigação, e a maneira como cada um executa suas tarefas difere de acordo com a área do conhecimento em que atua e suas características pessoais.

Os cientistas lidam com fatos, ideias, hipóteses, dados experimentais e teorias. Vejamos um exemplo do cotidiano, embora aparentemente "pouco científico": logo pela manhã, você tenta dar a partida no automóvel, mas ele não pega.

O automóvel não dá a partida.Esse é um fato, ou seja, algo que pode ser observado, constatado, percebido etc. Muitas coisas podem passar

por sua cabeça, e você pode ter diversas ideias a respeito. O que aconteceu? Quando aconteceu? Por que aconteceu?

Em uma possível explicação, você afirma:O automóvel não pega porque está com a bateria descarregada.Trata-se de uma hipótese, mas você pode acreditar tão firmemente nela que a considera a única explicação

possível para o fato observado. Porém uma outra pessoa, girando a chave de ignição, nota que as lâmpadas do painel se acendem, e que os faróis e o toca-fitas podem ser ligados normalmente. Esse outro observador alega, então, que o defeito está no motor e não na bateria.

E agora? Contrariado, você quer demonstrar a exatidão de sua hipótese. Para isso, pede a um mecânico que meça a carga elétrica da bateria. Testando assim a hipótese, poderá concluir por sua veracidade ou não.

Antes de testar nossa hipótese, devemos fazer o máximo de observações possíveis, porque, muitas vezes, ao submeter determinada hipótese a avaliações ou experimentos, deparamo-nos com outros fatos capazes de levantar novas questões. Abrindo o compartimento do motor do automóvel, por exemplo, você verifica que um dos cabos conectados à bateria está coberto por um estranho material esverdeado. O que será aquilo?

Os caminhos da ciência são cheios de encruzilhadas. Uma vez despertada a curiosidade do cientista, ele pode imaginar outras experiências e lidar com os novos fatos que observou.

Os passos do método científicoO método científico — percurso normalmente seguido pelos pesquisadores — tem etapas fundamentais:• Observação. O cientista verifica a ocorrência de um ou mais fatos, fenómenos naturais ou qualquer outra

observação que possa ser confirmada por mais pessoas.• Levantamento de questões. Depois de encarar o fato como um problema, imaginam-se possíveis variáveis,

causas e consequências.• Formulação de hipóteses. Definido o problema, levantam-se possíveis explicações. Cada uma delas é uma

hipótese, que também pode envolver previsões relativas ao fato.• Elaboração e execução de experimentos. Os experimentos capazes de testar as hipóteses formuladas

devem lidar com uma parte do problema de cada vez e ser cuidadosamente controlados.• Análise dos resultados. Os resultados dos experimentos devem ser criteriosamente analisados, para se

verificar se confirmam ou refutam as hipóteses apresentadas.• Conclusões. Se as hipóteses propostas não se mostrarem verdadeiras ou as previsões não se comprovarem,

os experimentos deverão ser checados e repetidos. Caso os resultados ainda assim não se confirmarem, será necessário rejeitar as hipóteses iniciais e elaborar novas.

• Publicação. Confirmados os resultados, eles devem ser publicados em revista científica, para que sejam analisados e criticados por outros pesquisadores, que podem repetir os experimentos. Posteriormente, as hipóteses passam a ser aceitas como teorias.

As conclusões do método científico são universais, ou seja, sua aceitação não depende do prestígio ou do poder de persuasão do pesquisador, mas de suas evidências científicas. Além disso, elas são repetíveis, isto é, podem ser refeitas e confirmadas por qualquer outro pesquisador que realize os mesmos experimentos ou observações.

Experimentos controladosNa realização de um experimento, um desafio é o controle sobre todas as variáveis envolvidas. Vejamos um

exemplo: um médico que atende pessoas adultas acredita existir correlação entre o hábito de fumar e as doenças do coração. Sua hipótese é que "pessoas que fumam têm mais doenças do coração que as que não fumam". Ele passa a acompanhar centenas de fumantes durante vários anos, verificando que 30% deles têm algum tipo de doença cardíaca. Conclui, então, que "fumar aumenta a chance de ter doenças cardíacas".

Você aceitaria sem restrições essa conclusão? Que objeções poderia fazer? Em primeiro lugar, precisamos conhecer qual é a incidência de doenças cardíacas entre os não-fumantes, para saber se de fato ela é maior entre os fumantes. Em segundo lugar, devemos saber se as pessoas que apresentaram doenças cardíacas tinham, além do hábito de fumar, outros fatores capazes de provocá-las, tais como pressão arterial elevada, idade avançada, vida

sedentária etc. Essas são outras variáveis importantes para esse problema.Uma forma de testar essa hipótese é a execução de um experimento controlado, que pode envolver o

acompanhamento de dois grupos homogéneos, ou seja, formados por pessoas de mesma faixa etária, mesmo sexo, pressão sanguínea inicialmente normal etc. A única diferença entre eles deve ser a variável que está sendo testada; no caso, o hábito de fumar: um grupo de fumantes e um grupo de não-fumantes. Assim, as conclusões obtidas podem ter valor.

É importante que os grupos tenham certo número mínimo de indivíduos, porque amostras muito pequenas podem levar a erros provocados pelo acaso. O grupo de não-fumantes — chamado grupo-controle — será comparado com o de fumantes —, que é o grupo experimental. A única diferença entre os dois grupos deve ser a variável que está sendo testada: no caso, o hábito de fumar.

Vejamos outro caso: um laboratório farmacêutico desenvolveu uma droga para o tratamento de vermes intestinais em cães e garante sua eficácia em 70% dos casos; um laboratório concorrente alega que ela "não vale nada".

Vamos realizar um experimento controlado para descobrir se a droga é eficaz. Inicialmente, separamos dois grupos de cães parasitados, que devem pertencer à mesma raça, ter aproximadamente a mesma idade e não apresentar outras doenças associadas. O grupo experimental recebe a droga na dose adequada; aos animais do grupo-controle é dado um medicamento sem nenhum efeito, como farinha. Esse "falso remédio" é denominado placebo. Tal procedimento é necessário para se evitar a crítica de que a doença está sendo tratada não pela droga, mas apenas por se estar dando algo estranho aos cães.

Depois de efetuado o tratamento, poderemos dizer se a taxa de cura entre os animais do grupo experimental, que receberam o novo medicamento, foi maior do que entre os animais do grupo-controle, que receberam o placebo.

Efeito placebo é a melhora que os doentes podem apresentar, causada apenas pelo fato de receberem certa medicação, independentemente das reais propriedades curativas que esta possa ter.

Atividades (Observação: As questões devem ser respondidas no caderno de Química)1 - No texto a seguir, reproduzido do livro Descobertas acidentais em ciências, de Royston M. Roberts, algumas frases referentes a etapas importantes na construção do conhecimento científico foram destacadas e precedidas por um numeral romano."Em 1889, em Estrasburgo, enquanto estudavam a função do pâncreas na digestão, Merling e Minkowski removeram o pâncreas de um cão. No dia seguinte, um assistente de laboratório chamou-lhes a atenção sobre o grande número de moscas voando ao redor da urina daquele cão. (I) Curiosos sobre por que as moscas foram atraídas à urina, analisaram-na e observaram que esta apresentava excesso de açúcar. (II) Açúcar na urina é um sinal comum de diabetes. Von Merling e Minkowski perceberam que estavam vendo pela primeira vez a evidência da produção experimental de diabetes em um animal.(III) O fato de tal animal não ter pâncreas sugeriu a relação entre esse órgão e o diabetes. [...]Muitas tentativas de isolar a secreção foram feitas, mas sem sucesso até 1921. Dois pesquisadores, Frederick G. Banting, um jovem médico canadense, e Charles H. Best, um estudante de Medicina, trabalhavam no assunto no laboratório do professor John J. R. MacLeod, na Universidade de Toronto. Eles extraíram a secreção do pâncreas de cães. (IV) Quando injetavam os extratos [secreção do pâncreas} nos cães tomados diabéticos pela remoção de seus pâncreas, o nível de açúcar no sangue desses cães voltava ao normal, e a urina não apresentava mais açúcar."A alternativa que identifica corretamente as frases grifadas com as etapas de construção do conhecimento científico é:

I II III IVa) Hipótese Teste da hipótese Fato Observaçãob) Fato Teoria Observação Teste da hipótesec) Observação Hipótese Fato Teste da hipótesed) Observação Fato Teoria Hipótesee) Observação Fato Hipótese Teste da hipótese

2 - Você está estudando em seu quarto quando a lâmpada se apaga subitamente. Proponha uma forma de verificar cientificamente por que ela apagou. Explique cada etapa de sua proposta de acordo com os procedimentos usuais do método científico.

3 - Revistas, jornais e anúncios na TV apresentam uma infinidade de "dietas milagrosas" ou sugerem equipamen-tos de ginástica, chás e outras fórmulas de emagrecimento. Que tipo de evidências você acredita que essas pro-pagandas deveriam apresentar para que alguém pudesse aceitar tais recomendações?

4 - Segundo o jornal francês Lê Monde, uma empresa suíça, para testar novos medicamentos, recrutava nos países do Leste Europeu "cobaias humanas", que concordavam em ingerir substâncias cujos efeitos

desconheciam, atraídas pela oferta de passagem de avião, alojamento em hotel três estrelas e pagamento de 1.000 dólares, conforme revelou um estudante que participou desse "turismo farmacêutico".Que restrições podem ser feitas a esse procedimento, de acordo com os princípios éticos que regem experimentos com seres humanos?

5 - Em uma crônica publicada no jornal O Estado de S. Paulo, João Ubaldo Ribeiro escreveu: "Os médicos dizem que não adianta tomar doses cavalares de vitamina C para prevenir uma gripe, mas eu vou pela cartilha do grande Linus Pauling, Prêmio Nobel. Faz poucas horas, comecei a tomar as doses recomendadas pelo bom doutor e, em verdade lhes digo, meu fungar já se torna escasso e os arrepios se foram. Sei, sei ... Foi efeito placebo!" a) Explique o significado da expressão "efeito placebo", citada pelo autor.b) Como você planejaria um experimento controlado para avaliar a eficácia de doses elevadas de vitamina C na prevenção da gripe?

6 – Costuma-se dizer que "a ciência não é moralmente boa nem má". Entretanto, o uso que se faz das descobertas — pelos cientistas e pela sociedade — pode permitir julgamentos desse tipo. A conquista da tecnologia do átomo, por exemplo, levou à utilização da energia nuclear tanto para a geração de eletricidade como para a produção das mais poderosas armas de destruição maciça. Procure, em jornais ou revistas, notícias referentes a pesquisas e descobertas científicas recentes; a seguir, discuta com seus colegas as possíveis implicações, assinalando as que vocês poderiam considerar moralmente aceitáveis ou inaceitáveis.

7 - O tema "teoria da evolução" tem provocado debates em certos locais dos Estados Unidos da América, com algumas entidades contestando seu ensino nas escolas. Nos últimos tempos, a polêmica está centrada no termo "teoria", que, no entanto, tem significado bem definido para os cientistas. Sob o ponto de vista da ciência, teoria é: (Circule a opção correta)a) sinônimo de lei científica, que descreve regularidades de fenômenos naturais, mas não permite fazer previsões sobre eles.b) sinônimo de hipótese, ou seja, uma suposição ainda sem comprovação experimental.c) uma idéia sem base em observação e experimentação, que usa o senso comum para explicar fatos do cotidiano.d) uma idéia apoiada pelo conhecimento científico, que tenta explicar fenômenos naturais relacionados, permitindo fazer previsões sobre eles.e) uma idéia apoiada pelo conhecimento científico, que, de tão comprovada pelos cientistas, já é considerada uma verdade incontestável.

8 - Para combater os piolhos que atacavam as aves, um criador de galinhas aplicou pesticida em suas instalações. Durante todo o ano seguinte, verificou que um grande número de pintainhos nasceu com defeitos congênitos. O criador, então, ficou em dúvida se as anomalias haviam sido causadas pelos piolhos ou pelo pesticida. Como você poderia auxiliá-lo a desvendar essa questão?

9 - Você já deve ter notado que as plantas cultivadas dentro de casa crescem no sentido da janela. Se girar o vaso, depois de alguns dias as folhas das plantas estarão novamente voltadas para o lado da janela.a) Que fato é constatado nessa observação?b) Cite uma hipótese que poderia ser proposta a partir dessa observação.

10 - Testada nova droga contra a obesidade"Uma nova droga para emagrecer acaba de ser divulgada. Estudo apresentado mostrou que, depois de tomar sibutramina, 90% dos pacientes perderam 7 kg em um ano, enquanto, dos 485 voluntários que receberam pla-cebo, 61% perderam 2,4 kg no mesmo período." (O Estado de S. Paulo)a) No experimento citado, identifique o grupo experimental e o grupo-controle.b) Por que foi dado placebo a um dos grupos de pessoas?