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16 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 16 1. Todo conhecimento científico começa com a observação de um fenômeno. A partir daí, determinado questionamento é feito. "Por que tal fenômeno ocorre?" ou "Qual a sua conseqüência?" 2. Depois de formulada a pergunta, deve-se procurar oferecer uma resposta plausível. Para elaborar uma resposta, o pesquisador analisa, interpreta e reúne todas as informações disponíveis no momento sobre o assunto. 3. A ideia que o pesquisador desenvolve, com a qual procura ex- plicar o fenômeno e responder à pergunta feita, é a hipótese. A hipótese é a proposição que o pesquisador se dispõe a provar, uma espécie de palpite para a resposta ao questionamento. 4. Se a hipótese for verdadeira a respeito do fenômeno, determinada conseqüência deverá ocorrer. Isto consiste numa dedução, ou seja, a previsão das consequências da hipótese. 5. A hipótese só tem valor científico se ela for testável, ou seja, se for possível realizar um experimento que prove sua validade. Cabe ao pesquisador elaborar um experimento adequado que permita a confirmação de sua hipótese. Tal experimento deve ser realizado seguindo um raciocínio de indução, onde se orienta o experimento para tentar verificar se a dedução estava correta ou não. 6. A partir dos resultados do experimento, obtém-se a confirmação ou não da validade da hipótese. Caso os resultados da experiência realizada contestem a validade da hipótese, esta deverá ser revisada. Confirmada a não validade da hipótese, uma nova deverá ser elaborada. Confirmada a validade da hipótese, esta passa a integrar o conhecimento científico vigente no momento. Nem toda hipótese pode ser considerada válida. Ela precisa ser testável para que tenha validade. Assim, apesar de os defensores do Criacionismo Científico ou Design Inteligente reivindicarem para suas ideias o status de “ciência”, têm enfrentado grande oposição no meio científico porque suas ideias não podem ser testadas, não podendo ser consideradas hipóteses válidas. Teorias A hipótese não é o mesmo que a teoria. A hipótese é uma tentativa de explicação para um fenômeno isolado, enquanto que a teoria é um conjunto de conhecimentos mais amplos, que procuram explicar fenômenos abrangentes na natureza. Assim, a elaboração da Teoria Celular realizou-se à custa da confirmação de várias hipóteses. Apesar de ter embasamento científico, a hipótese é um "palpite", uma explicação a ser confirmada. Já a teoria é uma explicação cuja validade já foi confirmada pelo método hipotético- dedutivo. Modelos científicos Um modelo científico é uma idealização simplificada de um sistema que possui maior complexidade, mas que ainda assim supostamente reproduz na sua essência o comportamento do sistema complexo que é o alvo de estudo e entendimento. Dessa forma, também pode ser definido como o resultado do processo de produzir uma representação abstrata, conceitual, gráfica ou visual, de fenômenos, sistemas ou processos com o propósito de analisar, descrever, explicar, simular, controlar e predizer estes fenômenos ou processos. Considera-se que a criação de um modelo é uma parte essencial de qualquer atividade científica. Leis A teoria também deve ser diferenciada da lei. Lei é a verificação de que determinado fenômeno natural sempre ocorre, ou ainda, um fenômeno que sempre se repete em dadas condições (como a lei da gravitação, que afirma, de uma maneira bem leiga, que "tudo o que sobe tem que descer"). A teoria, neste caso, viria a explicar cientificamente o porquê da validade da lei (no caso, para explicar a lei da gravitação, foram elaboradas teorias como a teoria de Newton). A lei é uma generalização para um fenômeno. Já a teoria é o modo de explicar o fenômeno descrito pela lei. Uma vez que a lei é um fenômeno, não pode ser mudada. Já a teoria é uma explicação, podendo ser mudada quando novas descobertas são feitas, para melhor explicar o fenômeno. Uma lei é imutável. Já uma teoria é passível de mudanças. Sobre isso, o biólogo norte-americano Stephen J. Gould escreveu: "Fatos e Teorias são coisas diferentes e não graus de uma hierarquia de certeza crescente. Os fatos são os dados do mundo. As teorias são as estruturas que explicam e interpretam os fatos. Os fatos não se afastam enquanto os cientistas debatem teorias rivais. A teoria da gravitação de Einstein tomou o lugar da de Newton, mas as maçãs não ficaram suspensas no ar, aguardando o resultado..." Os experimentos realizados dentro do método científico, para que também tenham validade, devem obedecer a três condições: 1. O experimento deve ter reprodutibilidade, ou seja, ele deve poder ser repetido quantas vezes forem necessárias, sendo que seu resultado deve ser sempre o mesmo. Um experimento que tenha sido realizado uma ou poucas vezes e não mais se tenha conseguido realizá-lo não tem validade. 2. O experimento deve ser controlado, isto é, ele deve analisar uma única variável de cada vez. Isto impede que explicações alternativas sejam dadas a um fenômeno, garantindo uma única explicação plausível para o fenômeno. O experimento controlado deve contar com um grupo-controle e um grupo-teste. O grupo- controle é aquele em que não se faz intervenção alguma, isto é, não se realiza o experimento, servindo para comparação. O grupo- teste é aquele em que se realiza o experimento. Todos os aspectos devem ser idênticos no grupo-teste e no grupo-controle, com exceção de um, que é exatamente a variável a ser estudada. 3. Em ocasiões em que não é possível isolar uma única variável, o experimento deve ter amostragem, isto é contar com o maior número possível de repetições, para garantir que variações individuais ou momentâneas nos grupos utilizados na pesquisa não influenciem nos resultados da mesma. Nesse caso, deve-se proeceder uma análise estatística dos resultados das várias repetições. 17 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 17 Um exemplo de como funciona o método científico pode ser dado segundo as experiências do pesquisador italiano Francesco Redi. Ele havia observado o fato de que as moscas e suas larvas apareciam na carne em putrefação. Tal fato era interpretado na época (séc. XVII) como se as moscas surgissem diretamente da carne. Redi levantou a hipótese de que as moscas apenas depositavam seus ovos na carne putrefata, e a partir dai surgiam larvas e moscas. Para verificar sua hipótese, Redi utilizou um experimento com dois frascos de vidro com carne. O primeiro, seu grupo- controle, ele deixou aberto, e no segundo, o grupo-teste ele cobriu a abertura do vidro com gaze. Após algum tempo, ele verificou que no grupo-controle, a carne estava coberta de larvas e moscas, enquanto que no grupo-teste, havia larvas e moscas apenas sobre a gaze, e não em contato direto com a carne. Assim, ele confirmou a sua teoria de que as moscas não eram provenientes da carne, e sim de ovos depositados por outras moscas na mesma. Experimento de Redi A importância do grupo-controle na experiência é bem ilustrada neste caso. A explicação para a inexistência de moscas no frasco fechado poderia ser dada com base em aspectos como a composição do vidro do frasco (que poderia, quem sabe, ser tóxico às moscas), o pedaço de carne utilizada (que por uma variação individual poderia não ser capaz e originar moscas por geração espontânea enquanto outras carnes poderiam) e a gaze. Assim, três variáveis aparecem na experiência. O grupo-controle elimina duas dessas variáveis: o vidro utilizado é o mesmo no frasco aberto e no fechado (assim, a ausência de moscas no frasco fechado não pode ser explicada pelo vidro e si) e a carne utilizada é a mesma nos dois frascos (assim, a ausência de moscas no frasco fechado não pode ser explicada por uma variação individual da carne, pois ela é idêntica).Deste modo, uma única variável resta para explicar o fenômeno ‘ausência de moscas no frasco fechado: a gaze. Qualquer explicação só pode ser baseada na gaze porque ela é a única diferença entre o grupo- controle e o grupo-teste. Efeito Placebo Efeito placebo é o resultado da influência psicológica sobre o efeito de determinado medicamento ou tratamento médico. Devido a um efeito psicossomático (“da mente sobre o corpo”), o sistema imune reage a aspectos psicológicos, o que pode melhorar ou piorar a ação do sistema imune, resultando no possível alívio ou exacerbação dos sintomas. Hoje se sabe que o principal responsável por esse efeito é um hormônio corticoide chamado cortisol, liberado em situações de estresse, como a depressão, e que deprime as funções do sistema imune. Ao acreditar na validade de um tratamento, o indivíduo pode apresentar uma diminuição nas taxas de cortisol, o que responde por uma melhoria na ação do sistema imune, facilitando o combate a doenças e a cicatrização de lesões, o que explica o efeito placebo. A própria mente pode também mascarar sintomas da doença, uma vez que sensações como dor e coceira são na verdade produzidas pelo sistema nervoso, sendo, portanto passíveis de serem suprimidos por ele. Por outro lado, ao acreditar que se está doente, o indivíduo pode apresentar um aumento nas taxas médias de cortisol e ter seu sistema imune com uma eficácia reduzida, facilitando o surgimento de infecções. Da mesma maneira que no efeito placebo, a mente pode também promover sensações que não têm origem orgânica, mas psicológica. Pacientes hipocondríacos, que apresentam um medo obsessivo de ficarem doentes, chegam a apresentar sintomas de doenças relatadas a eles, mesmo sem estarem doentes. Esta espécie de ‘efeito placebo’ negativo é por muitas vezes chamado de efeito nocebo. Método Duplo-Cego Para evitar a influência do efeito placebo em algumas pesquisas, particularmente sobre a ação de medicamentos, costuma-se utilizar um teste conhecido como método duplo- cego. Ao testar o medicamento, divide-se os pacientes em dois tempos: um que receberá o medicamento e outro que receberá uma fórmula contendo farinha ou outra substância sem princípio ativo (devidamente acondicionada em comprimidos ou pílulas idênticas ao do medicamento). Este comprimido sem princípio ativo é dito placebo. Por incrível que pareça, o placebo muitas vezes promove um alívio ou mesmo fim dos sintomas (efeito placebo). Este tipo de teste é conhecido como método duplo-cego, uma vez que nem os pacientes nem os médicos que acompanham tais pacientes sabem quem está tomando o placebo e quem está tomando o medicamento. Note que o placebo está funcionando como grupo-controle, enquanto o medicamento está emocionando como grupo-teste. Leitura Complementar – Uma visão do Método Científico Na verdade, os cientistas encontram-se na situação de uma tribo primitiva que tenha empreendido fazer uma réplica do Empire State Building, sala por sala, sem nunca ter visto o prédio original ou mesmo uma fotografia. Seus planos de trabalho são, necessariamente, apenas grosseira aproximação da coisa real, concebida à base de relatos diversos fornecidos por viajantes interessados, muitas vezes conflitantes em pormenores. Para que, de algum modo, seja possível começar a construção, certas informações têm de ser ignoradas como errôneas ou impossíveis, e as primeiras construções não passam de taperas. Refinamento crescente, combinada como acumulação metódica de dados, obrigam a destruir as réplicas iniciais (sempre com discussões 18 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 18 violentas), substituindo-as por versões mais atualizadas. Não é de se crer que a versão aceita ao fim de somente 300 anos de trabalho seja uma réplica apropriada do Empire State Building; mesmo assim, na ausência de conhecimento em contrário, a tribo tem de considerá-la como tal (e ignorar histórias estranhas de viajantes que não se enquadram no esquema). E. J. DuPraw: Cell and Molecular Biology NÍQUEL NÁUSEA – Fernando Gonsales Experimentação... Exercícios Questões estilo múltipla escolha 1. (ENEM) A tabela apresenta dados comparados de respostas de brasileiros, norte-americanos e europeus a perguntas relacionadas à compreensão de fatos científicos pelo público leigo. Após cada afirmativa, entre parênteses, aparece se a afirmativa é Falsa ou Verdadeira. Nas três colunas da direita aparecem os respectivos percentuais de acertos dos três grupos sobre essas afirmativas. PESQUISA % RESPOSTA CERTAS Brasileiros Norte- americanos Europeus Os antibióticos matam tanto vírus quanto bactérias. (Falsa) 41,8 51,0 39,7 Os continentes têm mudado sua posição no decorrer dos milênios. (Verdadeira) 78,1 79,0 81,8 O Homo sapiens originou- se a partir de uma espécie animal anterior. (Verdadeira) 56,4 53,0 68,6 Os elétrons são menores que os átomos. (Verdadeira) 53,6 48,0 41,3 Os primeiros homens viveram no mesmo período que os dinossauros. (Falsa) 61,2 48,0 59,4 Percepção pública da ciência: uma revisão metodológica e resultados para São Paulo. Indicadores de ciência, tecnologia e inovação em São Paulo. São Paulo: Fapesp, 2004 (adaptado). De acordo com os dados apresentados na tabela, os norte- americanos, em relação aos europeus e aos brasileiros, demonstram melhor compreender o fato científico sobre A) a ação dos antibióticos. B) a origem do ser humano. C) os períodos da pré-história. D) o deslocamento dos continentes. E) o tamanho das partículas atômicas. 2. (UNIFOR) Um biólogo verificou que, removendo o órgão X de um animal, dois outros órgãos, Y e Z, deixavam de funcionar. Removendo Y e deixando X e Z intactos, Z deixava de funcionar. A remoção de Z não afetava X nem Y. Assinale a alternativa que representa corretamente a relação entre esses três órgãos. A) X B) X Y Z C) X Z Y D) X E) X Y Z Y Y Z Z 3. (FMJ) O termo ciência tem origem no latim e significa conhecer ou saber. A busca do saber, no entanto tem que ser feita com critério, no chamado método científico. Suponha, por exemplo, que um astrólogo tenha afirmado que certos signos têm mais chances de apresentar problemas no fígado do que outros, mas tenha frisado que isto seja apenas uma tendência: “nem todas as pessoas desse signo terão problemas no fígado”. Para testar a afirmativa do astrólogo, utilizando corretamente o método científico, deveríamos: A) Verificar se todas as pessoas dos signos indicados têm problemas no fígado. B) Não há como testar cientificamente a afirmativa do astrólogo. C) Verificar se em grande número de pessoas há mais pessoas com problemas no fígado nos signos indicados do que nos outros. D) Verificar se nos signos indicados há mais problemas no fígado do que em outros órgãos. E) Pesquisar se as pessoas que recebem fígado em transplantes são de um mesmo signo. 4. (UNICHRISTUS) No texto a seguir, reproduzido do livro “Descobertas Acidentais em Ciências”, de Royston M. Roberts (Editora Papirus, Campinas, SP, 1993), algumas frases referentes a etapas importantes na construção do conhecimento científico foram colocadas em maiúsculo e identificadas por um numeral romano. "Em 1889, em Estrasburgo, então Alemanha, enquanto estudavam a função do pâncreas na digestão, Joseph Von Merling e Oscar 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) 19 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 19 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 Minkowskiperceberam 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. Mac-Leod, na Universidade de Toronto. Eles extraíram a secreção do pâncreas de cães. (IV) QUANDO INJETARAM OS EXTRATOS [SECREÇÃO DO PÂNCREAS] NOS CÃES TORNADOS DIABÉTICOS PELA REMOÇÃO DE SEU PÂNCREAS, O NÍVEL DE AÇÚCAR NO SANGUE DESSES CÃES VOLTAVA AO NORMAL, E A URINA NÃO APRESENTAVA MAIS AÇÚCAR." A alternativa que identifica corretamente cada uma das frases em destaque com cada uma das etapas de construção do conhecimento científico é A) I. Hipótese; II. Teste da hipótese; III. Fato; IV. Observação. B) I. Fato; II. Teoria; III. Observação; IV. Teste da hipótese. C) I. Observação; II. Hipótese; III. Fato; IV. Teste da hipótese. D) I. Observação; II. Fato; III. Teoria; IV. Hipótese. E) I. Observação; II. Fato; III. Hipótese; IV. Teste da hipótese. 5. (UECE) A pesquisa científica é um conjunto de procedimentos sistemáticos, baseados no raciocínio lógico, que têm por objetivo encontrar soluções para os problemas propostos, mediante o emprego de métodos científicos. A observação, o questionamento e a formulação de hipóteses são importantes ferramentas do método científico. Entende-se como hipótese A) o teste da dedução ou novas observações para testar a dedução. B) a realização de dedução previsível e possível. C) uma análise crítica dos fatos. D) uma declaração que antecipa a relação entre duas ou mais variáveis. 6. (UERN) A metodologia científica está presente em todas as áreas do conhecimento, objetivando solucionar problemas do mundo real, assim como novas descobertas, através de resultados metodicamente sistematizados, confiáveis e verificáveis. Acerca dos objetivos e conceitos epigrafados anteriormente, é incorreto afirmar que A) a hipótese, quando confirmada por grande número de experimentações, é conhecida como teoria, embora nunca seja considerada uma verdade absoluta. B) após realizar a dedução, não são necessárias novas observações ou experimentações, permitindo que se tirem, a partir desta dedução, uma conclusão sobre o assunto. C) um aspecto importante da ciência é que os conhecimentos científicos mudam sempre e, com base nesses conhecimentos, novas teorias são formuladas, substituindo, muitas vezes, outras aceitas anteriormente. D) ao formularem uma hipótese, os cientistas buscam reunir várias informações disponíveis sobre o assunto. Uma vez levantada a hipótese, ocorre a dedução, prevendo o que pode acontecer se a hipótese for verdadeira. 7. (UPE) O objetivo da ciência é o de fornecer explicações para os fenômenos da natureza. Assim as explicações são formuladas e testadas rigorosamente. Analise as figuras que ilustram um procedimento científico. (_) Fato; (_) Hipótese; (_) Dedução; (_) Experimento; (_) Conclusão. Estabeleça a associação correta entre as colunas, seguindo a ordem numérica que descreve a cronologia de um procedimento científico e assinale a alternativa que contém a sequência correta. A) IV – I – V – II – III. B) IV – III – V – II – I. C) II – IV – III – I – V. D) III – IV – II – V – I. E) II – I – IIII – IV – V. 8. (FUVEST) Observando plantas de milho, com folhas amareladas, um estudante de agronomia considerou que essa aparência poderia ser devida à deficiência mineral do solo. Sabendo que a clorofila contém magnésio, ele formulou a seguinte hipótese: “As folhas amareladas aparecem quando há deficiência 20 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 20 de sais de magnésio no solo”. Qual das alternativas descreve um experimento correto para testar tal hipótese? A) Fornecimento de sais de magnésio ao solo em que as plantas estão crescendo e observação dos resultados alguns dias depois. B) Fornecimento de uma mistura de diversos sais minerais, inclusive sais de magnésio, ao solo em que as plantas estão crescendo e observação dos resultados dias depois. C) Cultivo de um novo lote de plantas, em solo suplementado com uma mistura completa de sais minerais, incluindo sais de magnésio. D) Cultivo de novos lotes de plantas, fornecendo à metade deles, mistura completa de sais minerais, inclusive sais de magnésio, e à outra metade, apenas sais de magnésio. E) Cultivo de novos lotes de plantas, fornecendo à metade deles mistura completa de sais minerais, inclusive sais de magnésio, e à outra metade, uma mistura com os mesmos sais, menos os de magnésio. 9. (FUVEST) 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 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. 10. (UERJ) Desde o início, Lavoisier adotou uma abordagem moderna da química. Esta era sintetizada por sua fé na balança. STRATHERN, Paul. O sonho de Mendeleiev: a verdadeira história da química. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2002. Do ponto de vista do método científico, esta frase traduz a relevância que Lavoisier atribuía a: A) teorias. B) modelos. C) hipóteses. D) experimentos. 11. (UERJ) Certa vez uma criança se perdeu. Como fazia frio, decidiu procurar material para atear fogo. À medida que ia trazendo objetos para sua fogueira, observava que alguns queimavam e outros não. Começou, então, a fazer a lista abaixo, relacionando os que queimavam e os que não queimavam. Depois de algumas viagens, sua classificação continha as seguintes informações: A partir dessa lista, ela tentou encontrar uma regularidade que a guiasse na procura de novos materiais combustíveis, chegando à seguinte conclusão: “Todos os objetos cilíndricos queimam”. Adaptado de Chemical Educational Material Study (Org.). Química: uma ciência experimental. São Paulo: EDART, 1976. Quanto ao método científico, o procedimento e o tipo de raciocínio utilizados pela criança, em sua conclusão, são exemplos, respectivamente, de: A) formulação de lei; dedutivo. B) criação de modelo; dedutivo. C) proposição de teoria; indutivo. D) elaboração de hipótese; indutivo. 12. (UERJ) A tabela de Mendeleiev, ao ser apresentada à Sociedade Russa de Química, possuía espaços em branco, reservados para elementos ainda não descobertos. A tabela foi assim organizada a partir da crença de Mendeleiev na existência de relações periódicas entre as propriedades físico-químicas dos elementos. Ao analisar a tabela de Mendeleiev, Berlikov, um jovem químico, criticou-a fazendo a seguinte pergunta: “Pode a natureza ter espaços em branco?” Do ponto de vista do método científico, a pergunta reflete a ausência de: A) lei física. B) hipótese plausível. C) modelo matemático. D) observação experimental. 13. (UERJ) Galileu Galilei Com base neste conhecimento,Galileu, antes mesmo de realizar seu famoso experimento da torre de Pisa, afirmou que uma pedra leve e outra pesada, quando abandonadas livremente de uma mesma altura, deveriam levar o mesmo tempo para chegar ao solo. Tal afirmação é um exemplo de: A) lei. B) teoria. C) modelo. D) hipótese. 14. (UFRGS) Considere o enunciado abaixo e as três propostas para completá-lo. Fleming, um microbiologista, ao examinar placas de cultivo semeadas com bactérias, observou que elas eram incapazes de crescer perto de uma colônia de fungos contaminantes. A identificação posterior dos antibióticos comprovou a hipótese formulada pelo pesquisador de que os fungos produzem substâncias que inibem o crescimento das bactérias. Sabendo-se que Fleming aplicou em sua pesquisa o método científico, é correto afirmar que 1. ele formulou uma hipótese de pesquisa tendo como base a observação de que as bactérias não proliferavam em determinado ambiente. 2. ele realizou experimentos de acordo com predições decorrentes da formulação de uma hipótese, ou seja, a de que substâncias produzidas por fungos inibem o crescimento bacteriano.
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