quarta, 24 de julho de 2024
Educação

Instituto de Física da USP São Carlos inova junto aos alunos do 1º ano

“Direcionamento Acadêmico” motiva jovens a encararem os desafios de seus cursos

20 Jun 2024 - 07h42Por Assessoria de Imprensa
Instituto de Física da USP São Carlos inova junto aos alunos do 1º ano - Crédito: Divulgação Crédito: Divulgação

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) tem, em seu histórico, a passagem de inúmeros alunos que se destacaram em seus respectivos cursos e que atualmente estão em diversas posições profissionais de prestígio, muitos deles em situação de liderança. Esse desígnio, que é próprio da Universidade de São Paulo, tem sido também uma constante ao longo dos anos em nosso Instituto, que, ano após ano, vê avançar com sucesso no panorama educacional e científico novos valores detentores do DNA/USP.

E essa trilha de sucesso começa, como é óbvio, nos primeiro e segundo semestres do 1º ano de graduação dos jovens estudantes, sendo que a disciplina “Direcionamento Acadêmico” tem o foco de introduzir esses jovens na sua nova vida acadêmica do ensino superior. Explicar como funciona a Universidade de São Paulo e o próprio Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), quais são os benefícios que os alunos podem usufruir, como está estruturado cada curso, bem como orientar os jovens sobre as atividades acadêmicas dos cursos e mentoria sobre dificuldades encontradas e estratégias de estudo/aprendizado que auxiliem no seu melhor aproveitamento e adaptação: estas são algumas das principais metas dessa disciplina, adicionando a realização periódica de colóquios ministrados por professores no sentido de apresentar aos alunos as principais temáticas de cada área.

Inovação introduzida na disciplina

Com o passar dos anos, chegou-se à conclusão de que havia a necessidade de introduzir um novo formato nos colóquios dedicados aos alunos do 1º ano de graduação. Em primeiro lugar, o formato tradicional apresentava inicialmente uma dificuldade que foi relatada pelos alunos, que era o fato de os tópicos que eram apresentados estarem muito distantes de suas realidades atuais, pelo que muitos jovens se queixavam de “perda de tempo”. Segundo o Prof. Luiz Nunes de Oliveira, decano do IFSC/USP, o antigo formato se tornou mais ou menos inviável e uma alternativa surgiu espontaneamente através de uma ideia do Prof. Luiz Antônio de Oliveira Nunes. “Ele teve a percepção de que os estudantes precisavam ter mais contato com a física experimental durante os colóquios. Foi a partir dessa noção que ele construiu, no início deste primeiro semestre de 2024, um novo modelo baseado na ideia de que, durante as apresentações orais dos professores, deveria haver algumas demonstrações experimentais, algo que fosse feito na frente dos estudantes e diretamente ligada à temática que estava em discussão. “Em vez de o professor ir lá na frente e só falar de um determinado tema, ele também mostra como funciona na prática. Foram realizados cinco colóquios com esse formato e, na minha opinião, foi um sucesso, já que os alunos gostaram muito. E, na verdade, tem duas coisas que precisam ser levadas em consideração: em primeiro lugar, os alunos gostam de ver coisas práticas e que dão um sentido mais concreto às explanações. Em segundo lugar, o professor que vai preparar esse seu colóquio - e eu estou falando porque eu fui um deles que integrei este novo modelo - fica obrigado a pensar no formato que se encaixe nesse novo modelo. Isso daí altera completamente as coisas, para melhor”, sublinha o Prof. Luiz Nunes de Oliveira.

A Física em São Carlos: Primeiras décadas

A criação do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) foi efetivada pelas mãos do Prof. Sérgio Mascarenhas, em conjunto com sua esposa, a Profª Yvone Primerano Mascarenhas, tendo ocupado inicialmente um pequeno espaço localizado no edifício histórico construído em 1908 pela “Società Dante Alighieri, situado bem no centro da cidade de São Carlos e onde começou a funcionar a Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). Esse edifício alberga, atualmente, o Centro de Divulgação Científica e Cultural (CDCC/USP). Com a construção do Campus USP de São Carlos, aí foi construído um prédio que acolheria o Instituto de Física e Química de São Carlos (IFQSC/USP), onde se instalaria o Departamento de Física, que iniciou em curto tempo uma forte vertente interdisciplinar, com destaques para as áreas de Física do estado sólido, Física aplicada à medicina, Física aplicada à saúde, etc..

O primeiro colóquio no novo formato - https://www.youtube.com/watch?v=0owJ_1s43YE&list=PLelQ7qUO18ZsQke-4NXx31iOwSGpycwPc&index=5 -, realizado dia 22 de março, tratou da “Física em São Carlos: Primeiras décadas”, tendo sido feita uma abordagem histórica pelo orador convidado, Prof. Roberto Mendonça Faria. De fato, em dezembro de 1968, a revista “Realidade”, um conceituado periódico mensal de abrangência nacional, chegava às bancas com uma intrigante matéria sobre os físicos da pacata cidade de São Carlos. O título da reportagem era sugestivo e provocante: “Eles não estão brincando”. Há menos de 15 anos antes, a Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) havia sido criada, sendo a segunda escola de engenharia da USP e a primeira no interior do Estado. Na EESC foi germinado um grupo de jovens físicos que, com muito talento, interiorizaram a pesquisa científica no Brasil. Em 1968, a equipe de físicos de São Carlos era composta por doze jovens pesquisadores que, na época, revolucionaram o ensino universitário de física, realizaram pesquisas científicas de impacto internacional e atraíram pós-graduandos de todo o Brasil e mesmo do exterior. A pesquisa inovadora, em temas experimentais e teóricos, logo se internacionalizou e os físicos de São Carlos passaram a receber pesquisadores visitantes dos EUA e da Europa. Tornou-se, também, a primeira instituição de Física no Brasil credenciada a dar títulos de mestre e de doutor em Física pela Organização dos Estados Americanos (OEA), e a receber bolsas da renomada instituição americana: a FULBRIGHT. Esta palestra pretendeu relatar um pouco desta notável história, apresentar quem foram os pioneiros protagonistas desta epopeia, e de que forma o título da revista acima citada incentivou o Prof. Roberto Mendonça Faria a ingressar no IFQSC e a seguir sua profícua carreira que ainda hoje segue de vento em popa. Foi uma espécie de “aperitivo” para o que iria acontecer nos colóquios seguintes.

Galileu: Revolução no pensamento científico                  

Foi no dia 19 de abril, com o colóquio intitulado Galileu: Revolução no pensamento científico - https://www.youtube.com/watch?v=sWCtI51PleY&list=PLelQ7qUO18ZsQke-4NXx31iOwSGpycwPc&index=4 -, apresentado pelo Prof. Luiz Nunes de Oliveira, que o novo formato se iniciou. Neste colóquio, o orador começou por abordar a situação vivida no final do Século XVI, onde as escolas europeias ensinavam a filosofia de Aristóteles, que já tinha quase dois mil anos e englobava vários ramos do conhecimento, e a física em particular.  Em 1589, Galileo Galilei, que passara vários anos estudando a obra do filósofo, foi contratado pela Universidade de Pisa para lecionar matemática. A partir daí, aos poucos, ele se afastou do pensamento aristotélico. Primeiro, questionou uma conclusão importante a que o grego chegara - que os corpos mais pesados cairiam mais rápido que os corpos leves. Depois, questionou as premissas que sustentavam o seu sistema lógico e, em seu lugar, estabeleceu as bases do método científico - a experimentação sistemática que levava uma descrição radicalmente diferente da sustentada por Aristoteles. Nesse sentido, o Prof. Luiz Nunes demonstrou, através dos experimentos “Pêndulo Simples” e “Plano Inclinado”, que as premissas de Galileu estavam corretas. Numa segunda fase, que começou em 1610 e se estendeu até o final de sua vida, Galileo explorou extensivamente o potencial de um instrumento recém-inventado - o telescópio - para desconstruir a cosmologia de Aristóteles. Neste colóquio, o Prof. Luiz Nunes de Oliveira falou principalmente sobre a primeira fase do trabalho galileano, descrevendo os fundamentos do método aristotélico e algumas das conclusões a que ele conduziu. No final do colóquio, houve uma curta exposição sobre a demolição da cosmologia aristotélica

A Física da Neurociência: do potencial de membrana às interfaces cérebro-máquina

O novo formato adotado para a realização dos colóquios tinha, até então, dado certo, com os alunos a lotarem o Auditório “Prof. Sérgio Mascarenhas” no colóquio do dia 03 de maio, intitulado A Física da Neurociência: do potencial de membrana às interfaces cérebro-máquina - https://www.youtube.com/watch?v=RPX-f9RI0T8&list=PLelQ7qUO18ZsQke-4NXx31iOwSGpycwPc&index=3 - , apresentado pelo Prof. Reynaldo Daniel Pinto. Nessa sua apresentação, o orador começou por sublinhar que devido à sua complexidade, o cérebro é o único órgão do corpo humano que ainda não se sabe bem como funciona. Ele é uma espécie de computador biológico, que evoluiu por seleção natural por centenas de milhões de anos e, entender o seu funcionamento, é uma das últimas fronteiras do conhecimento humano. Desde meados do século 19, ao longo de seu desenvolvimento mais moderno, a neurociência tem se dedicado a entender como um sistema nervoso produz comportamento e esse problema mostrou-se um desafio gigantesco e multidisciplinar. Nesta palestra, O Prof. Reynaldo Daniel Pinto fez um breve histórico do desenvolvimento da neurociência, tendo mostrado que a complexidade do cérebro já se manifesta mesmo em suas menores partes constituintes, os neurônios e suas conexões, as sinapses. O docente discutiu, ainda, as principais ideias da neuroetologia, que procura estudar comportamentos naturais especializados e peculiares em diversos animais para compreender os circuitos nervosos envolvidos, tendo mostrado que a aplicação da Física (básica, biomolecular e computacional) e a sua interação com outras áreas foi - e é - contínua, sendo fundamental na neurociência.

De forma visível, os alunos do IFSC/USP começaram a reagir muito positivamente a este novo modelo de colóquios, não só colocando questões - o que nem sempre tinha acontecido muito nas edições relativas ao anterior formato -, mas interagindo também com os oradores, mesmo após o término de cada colóquio. Ana Carolina da Cruz cursa o Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares e sublinha que o colóquio do Prof. Reynaldo é uma de suas áreas de interesse. “Foi muito bacana esse colóquio, a tal ponto de eu ter vontade de procurar o professor para tirar mais dúvidas. Foi fantástica a apresentação dele”; uma opinião que é partilhada por Felipe Miranda, aluno do curso de Bacharelado em Física. “Um colóquio bem explicativo, que vai ao encontro do meu curso”, sublinha o estudante. Quem também se mostrou agradada com o colóquio do Prof. Reynaldo foi a aluna Kamile Coelho, do curso de Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares, que sublinhou que aprendeu bastante e que o tema está diretamente ligado com o seu curso. Lucas Vinicius, aluno do curso do Bacharelado em Física Computacional, confessou que “curtiu demais” todos os colóquios apresentados. “Muito dinamismo, com demonstrações incríveis. Prefiro este modelo pois é muito mais interativo e dá para entender melhor o contexto”. Manuela de Oliveira, aluna do curso de Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares confessa que a nanonociência é a área que mais lhe interessa. “De todos, o colóquio sobre nanociência foi o que mais me prendeu a atenção, até pela interação que o professor fez conosco. Foi fantástico e me faz antecipar a vontade de seguir essa área para o meu mestrado e doutorado, já que tenho intenção de continuar aqui”, pontua a estudante. Por último, para Samyra Lourdes, aluna do curso de Bacharelado em Física “Foi muito bom e está na direção certa do meu curso”. 

Os Raios X e o DNA

Os Raios X e o DNA - https://www.youtube.com/watch?v=x8mrlkEW7L0&list=PLelQ7qUO18ZsQke-4NXx31iOwSGpycwPc -  foi o título do colóquio realizado no dia 24 de maio, ministrado pelo Prof. Glaucius Oliva, que começou por chamar a atenção dos alunos que desvendar a forma e entender a função das coisas são os objetivos centrais das ciências em geral, e da física em particular. Para tanto, utilizam-se as diferentes regiões do espectro eletromagnético, que podem fornecer informações em escalas distintas. Em particular, foi com os raios-X que se tornou possível determinar a estrutura de moléculas com detalhe atômico. O orador teve a oportunidade de salientar que ao final da primeira metade do Séc.XX, com a difração de raios-X em monocristais, já era possível elucidar a estrutura de moléculas pequenas, com algumas dezenas de átomos. No entanto, as moléculas que compõem os seres vivos, fundamentalmente as proteínas e os ácidos nucleicos, DNA e RNA, são moléculas compostas por milhares, e em alguns casos, milhões de átomos, em complexas estruturas tridimensionais, que determinam univocamente sua função biológica. Assim, foi no contexto do início dos anos 1950, que os padrões de difração de raios X das moléculas de DNA capturados por Rosalind Franklin foram fundamentais para a descoberta da estrutura em dupla hélice do DNA. A icônica Foto 51 continua sendo uma referência em muitos livros de Biologia, Bioquímica e Biologia Estrutural. Em suma, nessa palestra, o palestrante usou experimentos ópticos simples para explicar esse marco histórico. Ele utilizou redes com periodicidade micrométrica e luz visível para entender o fenômeno da difração e depois reproduzir o padrão de difração observado na Foto 51. Com uma projeção bidimensional e conceitos ópticos simples, o palestrante enfatizou que é possível recriar as observações de Rosalind Franklin que foram essenciais para o trabalho de Watson e Crick em inferir estrutura em dupla hélice do DNA.

Também após este colóquio tivemos a oportunidade de ouvir dois alunos que verteram sua opinião sobre o tema.  Para Pedro Suzuki, aluno do curso de Bacharelado em Física “Foi um colóquio bem formativo - e adoro quando a experimentação acompanha o discurso. Apesar de gostar muito de palestras meramente teóricas, o fato de estarem incluídos experimentos é de fato muito bom”. João Pedro Fernandes, aluno do curso de Física Computacional, afirmou que foi um colóquio excelente, com uma abordagem fantástica dos conceitos da física. “A temátca e a sessão de experimentação me fizeram aprender muito”.

Utilização da Plataforma Arduino no Ensino de Física

O último colóquio deste primeiro semestre, intitulado Utilização da Plataforma Arduino no Ensino de Física - https://www.youtube.com/watch?v=tSThVOxL4Ss&list=PLelQ7qUO18ZsQke-4NXx31iOwSGpycwPc&index=6 -, ocorreu no dia 07 de junho e foi conduzido pelo Prof. Luiz Antonio de Oliveira Nunes, que apresentou algumas aplicações da Plataforma Arduino na execução de experimentos realizados nos cursos de Laboratório de Física I e II. A plataforma Arduino foi desenvolvida na Itália em 2005 e pode ser facilmente utilizada na automação de experimentos. Para o aluno Sidney Rodrigues “O Arduino é muito amplo, dá para fazer muita coisa e é muito versátil, principalmente para os experimentos; dá para fazer muita coisa e de forma muito mais prática do que ter que fazer na mão. Quanto aos colóquios que foram apresentados neste semestre, acho que todos foram bem interessantes, todos têm bastante a agregar”. Finalmente, Letícia Takashi, aluna do curso de Bacharelado em Física Computacional, afirmou que achou muito legal todos os colóquios, incluindo este do Prof. Glaucius, bem como a integração que houve com os experimentos relativos aos temas.

Considerações finais

Regressando aos comentários do Prof. Luíz Nunes de Oliveira, o docente afirma que esse novo formato dos colóquios foi uma ótima ideia do Prof. Luiz Antonio. “Faz mais de cinquenta anos que dou aula aqui no Instituto e esta foi a inovação no ensino mais notável que eu vi, inclusive com os professores manifestando muita satisfação. A Pró-Reitoria de Graduação promove vários eventos todo ano, onde são apresentadas novas modalidades didáticas, novas maneiras de ensinar. Dado o sucesso alcançado, acho que caberia muito bem o Prof. Luiz Antonio, com o apoio do IFSC/USP, apresentar esta nova metodologia lá”, pontua o docente.

Para idealizar um novo modelo dos colóquios do IFSC/USP, contar com a colaboração de vários professores para promoverem algo bem diferente e que fizesse a diferença junto dos alunos, foi algo extremamente importante, pontua o idealizador do novo projeto, Prof. Luiz Antonio. “O que é que eu vi nestes cinco colóquios? Vi que os alunos entenderam, participaram, colocaram dúvidas, saíram felizes. É um modelo que tem de ser seguido, pois os temas abordados estão ligados diretamente ao que os alunos estão estudando, ou já estudaram: coisas que eles entendam. Eu acho que este modelo é extremamente importante para motivar os nossos alunos iniciantes, porque quer queiramos, ou não, eles sentem-se meio perdidos no início de sua no ensino superior. Considero extremamente errado o fato dos cursos de física 1, 2, 3 e 4 teóricos,  não serem ministrados em sincronia com os cursos de laboratório”, pontua o Prof. Luiz Antonio, acrescentando que já são muitos os professores que se ofereceram para ministrar este novo modelo de colóquios, algo que abre um novo horizonte para o futuro, pois os alunos não precisam ser obrigados a participar - eles QUEREM participar. ((Rui Sintra & Adão Geraldo - IFSC/USP)

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