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A física da pesquisa e a física da sala de aula

quarta-feira, 29 set 2010; \39\America/New_York\America/New_York\k 39 2 comentários

Disclaimer: esse post é uma opinião muito pessoal de seu autor, e pode ser que os outros membros do blog não concordem.

Como eu já disse por aqui, eu fico bastante entusiasmado com a idéia de cursos abertos online e disponibilização de material em vídeo, como na iniciativa OpenCourseWare, por exemplo. E eu sou um usuário adicto desses materiais. Já devo ter ouvido as aulas de mais de uma dezena desses cursos, por diversão mesmo, em áreas muito diversas (história, estudos religiosos, biologia, antropologia…). Mas não comecei esse texto para falar desses cursos, mas para falar de algo que esses cursos me fizeram notar a respeito de uma diferença fundamental entre o ensino de física e o ensino em outras áreas do conhecimento, de forma particular, mas não restrita, nas ciências médicas e biológicas.

Para exemplificar o que quero dizer, vou me referir à terceira aula do curso de biologia geral dado na primavera de 2010, na Universidade da Califórnia em Berkeley, cujas aulas em vídeo e éudio estão disponíveis para download no site de webcasts da universidade (http://webcast.berkeley.edu). Em certo ponto dessa aula, a professora diz “e realmente nos últimos 5 ou 6 anos muita pesquisa foi feita para entender a estrutura interna e função do ribossomo, e eu vou mostrar para vocês uma imagem…” e passa a discorrer sobre assunto de pesquisa muito recente, sobre o qual ainda há dúvidas e questões em discussão. Cenas como essa são comuns em todos os cursos que ouvi. Assuntos de pesquisa são citados na sala de aula rotineiramente e discutidos nos trabalhos e dissertações que os alunos tem de entregar para ser avaliados. Isso me chocou. Me chocou como algo completamente alheio com a minha experiência de sala de aula, que acredito ser não muito diferente da experiência de todos os físicos formados no Brasil, e provavelmente no mundo todo. É inconcebível na nossa experiência que um professor de Física I (ou de Physics 101) entre na sala de aula e dê como exercício de casa a uma turma mista de dezenas e dezenas ingressantes de diversos cursos – engenharia, física, química, … – a leitura de um artigo de pesquisa publicado a menos de 10 anos. Nenhum assunto discutido em uma aula de física, mesmo nos últimos anos da faculdade, é mais recente do que a década de 40. Em compensação, poucos assuntos discutidos em uma aula de biologia celular são mais antigos que a década de 70, e muitos tem menos de 10 ou 15 anos de idade! E por que é assim?

Tudo bem, há uma série de explicações muito plausíveis para isso. Talvez a mais forte seja que os conceitos físicos e as ferramentas matemáticas usadas na pesquisa são muito mais avançados do que os que estão sendo estudados na graduação, e que é necessário um período longo de treinamento para sair da primeira aula sobre as leis de movimento de Newton e chegar na mecânica quântica, passando por todos aqueles passos intermediários. A maturação de um físico é um processo longo e lento, nessa visão. Vai da primeira aula de Física I até mais ou menos o meio do doutorado. A física é uma ciência mais antiga e madura, dizem os que defendem essa idéia, e um estudante de física tem que estudar toooodas essas coisas com detalhes, desde o nascimento da mecânica newtoniana até a mecânica quântica e suas aplicações mais elementares. Além disso, um ingressante em física ainda não foi exposto nem ao ferramental matemático básico para prosseguir aprendendo física – o cálculo, a algebra linear e etc…

Apesar de acreditar que há alguma verdade nisso, sinceramente acho que ela é exagerada e super-simplificada pela típica autosuficiência e arrogância dos físicos (eu me incluo nessa conta) e pela inércia do sistema educacional. Faz anos que é assim, foi assim que fizemos no passado, é assim que faremos no futuro porque é assim que se ensina física. E bem, veja só, é mais difícil aprender física, não é?

Não. Não é. Sinceramente, não é. Aprender biologia pra valer é tão difícil quanto aprender física. Ou mais! Pode ter um pouco menos de matemática, mas nas duas ou três primeiras aulas do curso introdutório para a graduação da UC Berkeley que assisti já há uma série de mecanismos celulares complicados, relações entre as organelas, estruturas moleculares complicadas, como as isomerias e as simetrias afetam a função das moléculas, e se o carbono alfa está assim, então a isomeria faz com que o poro da membrana nuclear fique assado… 😯 😯 😯

Não é fácil, definitivamente. E não é “coleção de selos”, é uma sequencia lógica de mecanismos e estruturas bem entendida até certo ponto. Eu não estou acompanhando direito.

Porque um ingressante de biologia está pronto para discutir a biologia molecular dos poros da membrana nuclear de maneira tão detalhada e um estudante de física não está pronto para discutir fenômenos críticos e transições de fase, ou entender, pelo menos num nível qualitativo, o que é decoerência, o que são teorias de campo conforme e porque a correspondência AdS/CFT é tão importante, quais são as alternativas para explicar energia escura, porque o grafeno é um material tão especial, porque é tão difícil ter materiais semicondutores que sejam ferromagnéticos, o que a física por trás de folding de proteínas tem a ver com a física de cristais magnéticos, quais são os melhores candidatos para física além do modelo padrão, como podemos detectar radiação Hawking?

E se tocamos nesse assunto, porque não ir mais fundo? Se os estudantes de física não chegam à metade do século passado, os estudantes do colegial param muito antes disso. A física que fingimos ensinar nas escolas tem pelo menos 150 anos de idade, e é absolutamente inútil para essas pessoas da forma como é ensinada, em todos os aspectos. Não estimulam curiosidade científica, não as ajudam a entender o ambiente tecnológico em que vivem, não fornecem ferramentas de trabalho úteis e nem as preparam para a universidade.

O ensino de Física está, em minha opinião, caduco em todos os níveis e precisando de urgente reforma. E quanto mais a pesquisa avança, mais urgente essa mudança se torna. Se queremos pessoas prontas para integrar os quadros de pesquisa, se queremos estudantes motivados e se queremos desenvolver o quanto antes o gosto pela pesquisa, precisamos forçar a fazer o que os biólogos fizeram de forma natural, e trazer a física da pesquisa de volta para as salas de aula.

Enquanto isso no Brasil…

domingo, 28 set 2008; \39\America/New_York\America/New_York\k 39 1 comentário

Em vista da situação americana descrita no post do Daniel, talvez valha a pena comparar a situação no Brasil. Ano passado e no anterior, a quantidade de vagas abertas para docentes foi grande. Inclusive em grandes centros como São Paulo, onde a UFABC deu uma desafogada no mercado. Nesses últimos anos também houve uma quantidade considerável de oportunidades em universidades no interior e, embora eu não esteja mais acompanhando de perto a sitauação tupiniquim, uma rápida olhada nos anúncios da SBF mostra que a situação continua razoavelmente favorável em termos de vagas.

Mas então, por que não temos uma visibilidade maior em termos de pesquisa em física de altas energias?

Sobre as universidades no interior, há pouca estrutura de pesquisa e as pessoas que são contratadas nesses centros ou ficam sobrecarregadas com a quantidade de aulas ou trabalham arduamente para criar uma infraestrutura de pesquisa, o que, em geral, sacrifica sua própria carreira acadêmica. Sem, claro, menosprezar essas iniciativas, devo concordar que é uma escolha dura ficar isolado.

Por outro lado, nos grandes centros onde esse problema, em princípio, poderia parecer não existir, algo curioso acontece. Recentemente estive conversando com um físico que foi contratado pela UFABC na área de física de altas energias e o que ele me relatou é que a maioria dos candidatos não conseguiu passar sequer na prova escrita. Ou seja, a impressão que se tem é que mesmo que se abra vagas, não há pessoas de qualidade para preenchê-las (espero que ninguém fique ofendido).

Me lembro que quando tive chance de acompanhar de perto um desses processos de seleção, uma das grandes questões era sobre os detalhes de edital, justamente porque a impressão dos pesquisadores desse instituto era que se o campo de pesquisa fosse muito limitado poderia não aparecer ninguém de qualidade. E estavam justamente se referindo à área de física de altas energias. Como alguém que está ainda entrando nesse campo, me pergunto: onde estão todas as pessoas que terminam seus doutorados? Aqui nos EUA, quando uma universidade se propõe a abrir uma vaga, as pessoas vão atrás de potencial candidatos, convidam essas pessoas para dar seminários onde o pretendente é devidamente apresentado ao faculty da universidade e então há dados concretos para se fazer uma avaliação. Mas e no Brasil? Nesse caso específico, isso simplesmente não conseguiu ser feito! Parte em nome da “democracia” dos concursos. E isso é um outro problema, se você quiser atrair um grande nome de uma área para que essa pessoa seja um aglutinador, não há meios de fazê-lo oferecendo, por exemplo, melhores salários.

Tudo bem, mas ainda assim há algumas poucas pessoas muito boas em física de altas energias teórica no Brasil e é de se imaginar que eventualmente um ou outro aluno dessas pessoas se torne um bom pesquisador. Onde estão essas pessoas? Espalhadas, algumas indo para esses outros mercados emergentes, e algumas em institutos de matemática (onde, curiosamente, sobram vagas). E isso é outro problema no Brasil. Falta uma política central de desenvolvimento de ciência. Isso é um termo perigoso no ouvido de algumas pessoas. Rapidamente alguém vem e grita: “O governo não pode querer determinar o que os cientistas tem que pesquisar!”. Falácia das grandes. Você ter um norte, um plano central de desenvolvimento não é equivalente a determinar o que se vai pesquisar. É justamente tentar evitar todos esses problemas. Foi isso que funcionou nos exemplos do Chile e do México que o Daniel citou.

Até porque ciência é um investimento de altíssimo risco. Se você não organiza a casa, aí é que só vai se perder mesmo. E o governo tem o poder de fazer essa organização, pois é ele que distribui o dinheiro. Não que eu acredite em um governo totalitário, não me entendam mal. Mas isso que está aí também não vai dar em nada. Quantas vezes eu já vi grupos de física experimental de altas energias terem seu parco financiamento cortado no meio de um projeto (e terem que responder à colaboração completamente envergonhados)! Nesse sentido, ciência é um mercado como outro qualquer: com 10 reais você compra um chocolate, com 5 reais você não compra meio! E o que se está fazendo é jogar os 5 reais fora.

Será que a situação está melhorando? Será que podemos ser otimistas? Acho que não. Até porque tudo que falei sobre infraestrutura de ciência existe um paralelo imediato na infraestrutura educional (que fica para outro post). E estamos falhando nesse campo também. A qualidade das pessoas que estão chegando nas universidades é cada vez pior. E isso é uma realimentação positiva péssima.

O que me ainda me dá alguma esperança são iniciativas isoladas como o Instituto de Neurociências de Natal. A idéia é algo que realmente pode funcionar, embora não sei até que ponto está funcionando. Ciência de qualidade, investimento público e privado em massa, com um objetivo claro e bem determinado, e servindo ao mesmo tempo como mecanismo de desenvolvimento social. Será que é possível fazer algo análogo em física de altas energias (principalmente as áreas mais teóricas como Teoria de Supercordas, LQG, Teoria Quântica de Campos, …)? Eu acredito que sim. Mas isso é apenas uma esperança, um sonho talvez.

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