A COMPREENSÃO DO CONCEITO DE CIÊNCIA E DE SEU PROGRESSO POR ALUNOS NO INÍCIO DO CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS DA NATUREZA EM UMA DISCIPLINA DE EPISTEMOLOGIA

## A COMPREENSÃO DO CONCEITO DE CIÊNCIA E DE SEU PROGRESSO POR ALUNOS NO INÍCIO DO CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS DA NATUREZA EM UM CURSO DE EPISTEMOLOGIA

## THE UNDERSTANDING OF THE CONCEPT OF SCIENCE AND ITS PROGRESS BY GRADUATE STUDENTS AT THE BEGINNING OF DEGREE COURSE IN NATURE SCIENCES IN A COURSE OF EPISTEMOLOGY

## Kely Sales Belo , Carlos Raphael Rocha 1 2

## Resumo

O objetivo deste trabalho é analisar a influência de uma disciplina de epistemologia em alunos que estão no início do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza - Habilitação em Física do IFSC - Campus Jaraguá do Sul. Para isto, um questionário com sete questões acerca da compreensão de temas e termos inerentes ao progresso científico foi aplicado em dois momentos em dois semestres consecutivos: no início e no final do curso. Após a aplicação do questionário prévio, realizou-se a leitura de um livro de divulgação científica sobre história da ciência em para que os alunos pudessem ter algum conhecimento sobre história da ciência que não fosse baseado somente em suas concepções prévias. Logo após, as ideias dos principais epistemólogos sobre ciência, critério de demarcação e progresso científico foram apresentadas aos alunos e que, em grupo, buscaram fazer a interpretação de cada autor com a construção de diagramas Vê. Buscou-se mesclar a apresentação de autores tidos como tradicionais das áreas da Física e da Matemática (Popper, Kuhn e Lakatos), com alguns de outras áreas, como Maturana e Mayr, a fim de possibilitar aos alunos a construção de um conceito de ciência sem ficar preso em uma linha específica de pensamento. As respostas dos alunos aos questionários sugerem que a disciplina de epistemologia influencia positivamente seu pensamento sobre o que é ciência e como ocorre seu desenvolvimento, deixando alguns préconceitos de lado ao final do curso. Ao final, apresentam-se também sugestões para trabalhar a epistemologia e a história da ciência em cursos que não oferecem tais disciplinas regularmente.

Palavras-chave: epistemologia, ensino de ciências, critério de demarcação.

## Abstract

The aim of this paper is to analyze the influence of a course of epistemology in students who are at the beginning of the Bachelor's Degree in Natural Sciences Specialization in Physics from the IFSC - Campus Jaragua do Sul For this, a questionnaire with seven questions about the understanding of topics and terms inherent to scientific progress was applied twice in two consecutive semesters, at the beginning and end of the course. At first - just over half of the semester - was held reading a scientific dissemination book on the history of science so that the students might have historical knowledge that were not relying only on their preconceptions.

Just after, the main epistemologists ideas about science, a criterion of demarcation and scientific progress were presented to students and, as a group, sought to make the interpretation of each author with the construction of Vee diagrams. We tried to merge the present authors considered as traditional areas of physics and mathematics (Popper, Kuhn and Lakatos), with some other areas, such as Maturana and Mayr, to enable students to build a concept of science without being narrowminded stay in one specific area. Students' responses to the questionnaires suggest that the discipline of epistemology positively influences their thinking about what science is and how its development occurs, leaving some preconceptions aside at the end of the course. Finally, we also present also suggestions for working epistemology and history of science in courses which do not offer such subjects regularly.

Keywords: epistemology, science teaching, criterion of demarcation.

## Introdução

Atualmente, inúmeras áreas estão se utilizando da denominação de ciência com o intuito de adquirir certa credibilidade, mesmo sem que estejam em consonância com alguma definição de ciência estabelecida por qualquer filósofo da ciência em seus critérios de demarcação (implícitos ou não). Assim, há uma necessidade eminente de se trabalhar a Epistemologia e Filosofia da Ciência dentro dos cursos de formação de professores de ciências para que estes tenham condições de fazer um dialogo crítico e produtivo com seus alunos de Ensino Médio. No entanto, muitos dos alunos de cursos de Licenciatura têm pouco conhecimento de História da Ciência e não conseguem organizar tal conhecimento de forma lógica e epistemológica. A ideia adotada neste trabalho, então, é trabalhar conteúdos de História da Ciência antes de se apresentar as visões epistemológicas de qualquer autor, para que aí sim o aluno construa seu próprio critério de demarcação entre ciência e não-ciência e sobre o progresso do conhecimento científico.

A necessidade de estudo na área de Epistemologia tem o fim de ampliar o estudo da filosofia e seus autores por parte dos alunos, tornando-os críticos e com mais informações, deixando-os bem mais preparados para uma sala de aula.

Moreira et al. (2007, p. 128) e Massoni e Moreira (2007) salientam que a pesquisa em ensino tem ratiÞcado que estudantes recém ingressos na universidade trazem concepções inadequadas sobre a natureza da ciência, e não raramente, saem da universidade em iguais condições. Os autores também afirmam que, tradicionalmente, cursos de física e livros didáticos privilegiam uma formação acadêmica com enfoque altamente empirista-indutivista, isto é, um enfoque no qual o conhecimento advém da generalização indutiva a partir da observação, sem qualquer inßuência teórica ou subjetiva, e dessa forma capaz de assegurar a verdade absoluta às aÞrmações cientíÞcas e essas visões superadas da natureza da ciência sustentadas por futuros professores de física acabam resultando em práticas docentes inadequadas. Assim, considera-se que saber distinguir o que é ciência é algo que pode ser considerado de extrema importância para o licenciando possa preparar seus alunos a não serem enganados por charlatães, contribuindo para que a ciência continue tendo crédito perante a sociedade.

Assim, a verificação da opinião e da percepção do conceito de Ciência pelos alunos de curso de Licenciatura é importante para evitar a criação de mitos acerca da Ciência, de modo que se possa avaliar e conduzi-los corretamente a uma visão

cientificamente razoável e deve ser considerada como essencial para formação de bons professores.

## Referencial Teórico

Considerando o conhecimento prévio como variável crucial para análise do processo de aprendizagem dos alunos, a teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel (2000) parece um referencial adequado para a construção da metodologia da pesquisa e para a análise dos dados coletados. Baseando-se nesta teoria, apresentou-se inicialmente aos alunos tópicos de História da Ciência para que estes se formassem como os subsunçores para a compreensão do critério de demarcação e de progresso científico utilizado por alguns epistemológos.

Assim, também se pode considerar que as teorias epistemológicas abordadas no curso serviram de base para analisar as respostas dos alunos às questões apresentadas. Na ordem, as epistemologias apresentadas aos alunos foram:

- · O racionalismo crítico de Karl Popper (1982, 1996): critério de demarcação, conjecturas e refutações, racionalismo crítico;
- · As revoluções científicas de Thomas Kuhn (1998): revoluções científicas, paradigmas;
- · A metodologia dos programas de investigação científica de Imre Lakatos (1993): núcleo firme, cinturão protetor, programa de pesquisa científica, heurísticas;
- · O anarquismo epistemológico de Paul Feyerabend (1989): tudo vale, contra o método, anarquismo epistemológico, pluralismo metodológico;
- · A teoria da autopoiese de Humberto Maturana (2001): autopoiese, observador no observador, biologia do conhecer;
- · As críticas de Ernst Mayr ao fisicalismo e a necessidade da criação de uma epistemologia voltada à Biologia (2005): epistemologia voltada à biologia.

## Metodologia

Para analisar a compreensão dos conceitos de interesse deste trabalho, um mesmo questionário com sete questões foi aplicado no início e no final em alunos regularmente matriculados na unidade curricular 'Epistemologia e História da Ciência' do segundo semestre do curso de Licenciatura em Ciência da Natureza Habilitação em Física do IFSC - Jaraguá do Sul. Ao questionário aplicado no início do semestre será denominado 'questionário prévio' e, ao no final do semestre, 'questionário final'. Os questionários foram aplicados nas turmas do primeiro e do segundo semestre de 2011. Os encontros da unidade curricular eram de 2 horasaula semanais, perfazendo 40 horas-aula semestrais.

Para auxiliar a discussão, no decorrer de cada um dos semestres do estudo, os alunos leram e discutiram o livro 'A ciência através dos tempos ' (CHASSOT, 1 2008). Esta atividade foi proposta para que os alunos pudessem primeiramente ter conhecimento de episódios da história da ciência para que somente depois rearranjassem suas ideias para construir sua visão idiossincrática acerca da ciência

e de seu progresso. A discussão de cada capítulo foi conduzida pelo professor durante as aulas e os alunos tiveram que elaborar três trabalhos, um a cada cinco capítulos aproximadamente. Estes trabalhos deveriam apresentar aquilo que o aluno considerou mais importante em cada capítulo, justificando-o. A atividade de leitura do livro e produção dos trabalhos utilizou cerca de 60% do semestre. Estes trabalhos não foram objeto de análise deste estudo.

Após a leitura e discussão do livro, as teorias dos epistemólogos citados anteriormente foram apresentadas e discutidas e os alunos montaram grupos para construir diagramas 'Vê' das ideias de cada autor com a intenção de criticar as propostas apresentadas e agregar à sua própria definição do que vem a ser Ciência e de como ela se desenvolve. O diagrama Vê, ou Vê epistemológico, é um dispositivo heurístico criado por D. B. Gowin (1981) para representar o processo de produção do conhecimento, destacando, nesse processo, a interação entre o pensar (domínio conceitual e epistemológico) e o fazer (domínio metodológico). Como o diagrama Vê é, em princípio, um instrumento de análise do processo de desenvolvimento de uma pesquisa, a construção dos diagramas pelos alunos foi feita com algumas adaptações para que as ideias de cada autor trabalhado fossem apresentadas de modo satisfatório. Cada grupo apresentou seu diagrama Vê aos demais e sugestões de correção foram apresentadas pelo professor e pelos colegas para que toda a gama de relações em análise estivesse presente.

Salientou-se aos alunos desde o início da apresentação das epistemologias para que eles não adotassem uma delas como verdade absoluta, isto é, não se tornarem 'partidários' de uma visão epistemológica. Procurou-se esclarecer que o importante era analisar as ideias que cada autor trazia sobre ciência e progresso científico para compreender o que se tinha estudado sobre história da ciência. Nas aulas, também foram traçados paralelos com possíveis contribuições das epistemologias para a prática docente.

O instrumento de análise foi um questionário com sete perguntas que visava analisar o conhecimento dos alunos em relação a alguns conceitos: Ciência, progresso científico, método científico, epistemologia, implicações tecnológicas da Ciência e o papel da observação na construção de teorias científicas. As perguntas do questionário são apresentadas no Quadro 1.

Quadro 1 - Perguntas do questionário respondido pelos alunos

- 1) O que é ciência?
- 2) Como a ciência progride?
- 3) O que é epistemologia?
- 4) Por que Física, Química e Matemática possuem status de ciência (no meio acadêmico) enquanto Astrologia e Numerologia não possuem?
- 5) O que é método científico?
- 6) Qual a importância da observação para a criação e a confirmação das teorias científicas?
- 7) Qual o papel da ciência na sociedade em que vivemos?

. A seguir, são apresentadas as respostas de alunos às perguntas do questionário. As respostas foram analisadas com base nas epistemologias apresentadas aos alunos (Popper, Kuhn, Lakatos, Feyerabend, Maturana e Mayr).

## Resultados

Ao todo, 26 alunos responderam o questionário aplicado no início do semestre e 21 alunos no final do semestre. Somente algumas respostas foram selecionadas, devido à redundância ou excesso de respostas em branco, no caso do questionário prévio. Do total, somente dez alunos tiveram suas respostas aos questionários transcritas, com algumas sendo apresentadas nas tabelas a seguir. No questionário final, todas as questões foram respondidas, acreditando-se assim que os alunos conseguiram construir alguma ideia sobre o tema no decorrer do semestre, de acordo com os objetivos da disciplina.

As respostas à primeira questão apresentadas na tabela 1 indicam que houve um avanço positivo na definição do conceito de ciência pelos alunos. É possível perceber que conceitos inerentes às ideias de Popper, como a refutabilidade e a testabilidade, foram incorporados ao vocabulário dos alunos no questionário final para fortalecerem sua definição do que vem a ser ciência.

Tabela 1 - Respostas de alunos à primeira pergunta do questionárioTabela 2 - Respostas de alunos à segunda pergunta do questionário

Nas respostas dos alunos A e C à segunda questão do questionário final, na tabela 2, observa-se as expressões 'verdades transitórias' e 'quebra (refutação) de teorias', conceitos intimamente relacionados à epistemologia de Karl Popper apresentada no decorrer do semestre e que não estava presente na resposta ao

questionário prévio. Também se verifica que as ideias de Kuhn sobre 'revoluções científicas' e 'quebra de paradigmas' foram incorporadas à estrutura cognitiva dos alunos D e I para explicar o progresso da ciência.

Na tabela 3, novamente se nota que houve um progresso na compreensão deste conceito pelos alunos. Acreditando que o mínimo que se pode esperar de um aluno seja que ele saiba seu objeto de estudo (epistemologia, neste caso), estas respostas indicam que este objetivo foi satisfatoriamente atingido.

Tabela 3 - Respostas de alunos à terceira pergunta do questionário

As respostas dos alunos na tabela 4 levam a crer que o critério de demarcação proposto por Popper (testabilidade) foi adotado pelos alunos no questionário final. Vê-se, também, que os alunos não conseguem explicitar claramente o que é e o que não é ciência.

Tabela 4 - Respostas de alunos à quarta pergunta do questionário

Pelas respostas de alguns alunos à quinta questão na tabela 5, pode-se notar que, no início do semestre, os alunos possuíam uma visão de método cientifico como uma espécie 'receita de bolo' para se produzir ciência e, no entanto, esta visão foi parcialmente desconstruída ao longo do semestre, mesmo que para uma visão ainda incorreta. Considera-se, todavia, que para se construir uma nova visão de qualquer conceito, é muito importante haver uma ruptura com o conhecimento

inicial, sua intuição primeira (BACHELARD, 1984, p. 84), e, desta forma, este ponto pode ser tido como atingido.

Tabela 5 - Respostas de alunos à quinta pergunta do questionário

Leva-se a crer que, com as respostas da tabela 6, os alunos incorporaram mais alguns conceitos da epistemologia de Popper. Inicialmente os alunos consideravam a observação com um papel objetivo e único de comprovação das teorias. Após a disciplina, os alunos consideraram também a refutação de teorias como papel das observações, aprimorando sua forma de visão de ciência. Considera-se interessante notar, também, que nenhum aluno fez uma ligação entre o método científico e a observação para criação e confirmação de teorias.

Com exceção do aluno I, as respostas dos alunos aos dois questionários constantes da tabela 7 indicam que eles veem a ciência como algo responsável pela explicação da natureza e do mundo que vivemos e, também, com uma forma pragmática (produção de tecnologias). As respostas do aluno I têm um teor mais filosófico, mostrando uma crença em uma postura de superioridade da ciência perante religiões . 2

Tabela 6 - Respostas de alunos à sexta pergunta do questionário

de comprovações.

teorias.

Tabela 7 - Respostas de alunos à sétima pergunta do questionário

## Conclusão

Através da disciplina de epistemologia, pôde-se constatar que os alunos tiveram um bom aprendizado e conseguiram adquirir novos conhecimentos e novos parâmetros sobre a ciência, aprendendo novas formas de fazer pesquisas, debates e resumos, de livros diferenciados e ampliando sua visão de ciência. Um ponto importante encontrado nas respostas dos alunos aos dois questionários foi a questão da incorporação dos conceitos de Popper e Kuhn em seu vocabulário (e. g., testabilidade, refutabilidade, paradigma, revolução científica). Isto faz com que os futuros professores tenham uma capacidade mais crítica para analisar os comentários de seus alunos em suas aulas e para si próprios refletirem quando apresentados a teorias supostamente científicas.

Mesmo que sutilmente, uma evolução nas respostas aos dois questionários foi sentida. Massoni e Moreira (2007, p.51) já apontavam nesta direção afirmando que a evolução significativa das concepções ocorre na maioria dos estudantes, porém algumas crenças muito profundas afloram, dando indícios de que a mudança é lenta e progressiva.

A qualidade dos professores em formação deve ser uma constante preocupação e a forma como eles tratarão seus alunos a respeito de sua visão de ciência e de seu progresso deve ser considerada de extrema importância para que o aluno não seja 'censurado' em sala de aula. Por isso, acredita-se que é fundamental que professores que ministrem disciplinas de epistemologia em cursos de graduação proporcionem um ambiente de debates e discussão em que as opiniões e concepções inadequadas possam ser levantadas e questionadas, sem menosprezar crenças pessoas. Em cursos em que estas disciplinas não façam parte do currículo,

uma sugestão seria a criação de atividades de extensão ou grupos extracurriculares de discussão para que estes temas surjam e possibilitem uma formação completa ao licenciando.

## Referências

AUSUBEL, David. Acquisition and retention of knowledge: a cognitive view. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000.

BACHELARD, Gastón. A filosofia do não. In: Os pensadores . São Paulo: Abril Cultural, 1984.

CHASSOT, Attico. A Ciência através dos Tempos . São Paulo: Editora Moderna, 2008.

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KUHN, Thomas. A Estrutura das Revoluções Científicas . São Paulo: Perspectiva, 1998.

LAKATOS, Imre. La metodología de los programas de investigación científica . Madrid: Alianza Editorial, 1993.

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MOREIRA, Marco Antonio; MASSONI, Neusa T.; OSTERMANN, Fernanda. 'História e epistemologia da física' na licenciatura em física: uma disciplina que busca mudar concepções dos alunos sobre a natureza da ciência. Revista Brasileira de Ensino de Física . v. 29, n. 1, p.127-134, 2007.

POPPER, Karl. A lógica da pesquisa científica . São Paulo: Cultrix, 1996.

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