PROPÓSITOS EPISTÊMICOS PARA PROMOÇÃO DA ARGUMENTAÇÃO EM AULAS INVESTIGATIVAS DE FÍSICA

## PROPÓSITOS EPISTÊMICOS PARA PROMOÇÃO DA ARGUMENTAÇÃO EM AULAS INVESTIGATIVAS DE FÍSICA

## EPISTEMIC PURPOSES TO PROMPT ARGUMENTATION IN INQUIRY-BASED PHYSICS CLASSES

## Arthur Tadeu Ferraz , Lúcia Helena Sasseron 1 2

1 Instituto de Física e Faculdade de Educação da USP, e-mail: arthur.ferraz@usp.br 2 Faculdade de Educação da USP, e-mail: sasseron@usp.br

## Resumo

Tendo em vista o interesse crescente de pesquisas sobre argumentação, buscamos com esse trabalho traçar um panorama das ações tomadas por um professor que possibilitaram instaurar, mediar e desenvolver a produção de argumentos pelos estudantes em sala de aula. Para isso, utilizamos como corpus de pesquisa uma aula de Física que discutia a o tema dualidade onda-partícula da luz, por meio da implementação de um planejamento construído com base nos pressupostos do Ensino por Investigação. Elaboramos um conjunto de categorias denominadas Propósitos Epistêmicos para a Promoção da Argumentação que, como o próprio nome sugere, explicitam os propósitos do professor bem como algumas de suas respectivas ações. Finalmente, a análise de nossos dados revela que a produção de argumentos pelos estudantes tem uma grande dependência da forma como as ideias apresentadas são problematizadas, exploradas coletivamente e das informações, dados e conceitos retomados pelo professor, uma vez que estes tendem a servir de justificativas às alegações proferidas.

Palavras-chave : Argumentação, Ensino por Investigação, Propósitos Epistêmicos.

## Abstract

Given the growing interest in research on argumentation, in this paper we aim to provide a framework of actions taken by a teacher that allowed initiate, facilitate and develop the production of arguments by students in the classroom. For this, we use as the corpus of research a lesson in physics that discussed the subject light wave-particle duality, through the implementation of a plan built on the assumptions of Inquiry-based teaching. We developed a set of categories called Epistemic Purposes to Prompt Argumentation that, as the name suggests, explain the purpose of the teacher as well as some of their respective actions. Finally, the analysis of our data shows that the production of arguments by students has a strong dependency on how the presented ideas are problematized, collectively explored and on the information, data and concepts that were recalled by the teacher, since these tend to serve as justifications for given claims.

Keywords : Argumentation, Inquiry-based teaching, Epistemic Purposes.

## Introdução

Há tempos que estudos sobre argumentação no ensino de ciências vêm crescendo expressivamente. Essa preocupação premente ocasionou importantes contribuições e hoje é possível encontrar trabalhos que nos ajudam a entender alguns dos aspectos essenciais ao tema, como, por exemplo, formas de se instaurar situações argumentativas em sala de aula (Leitão, 2011), como mediar a construção de argumentos pelos alunos (Simon, Erduran e Osborne, 2006) e, até mesmo, o que vem a ser a argumentação e quais são os produtos gerados em aulas que favorecem o seu surgimento (Berland e Reiser, 2009; Osborne e Patterson, 2011).

Assim como a argumentação metodologias de ensino que se ancoram nos pressupostos do Ensino por Investigação também têm sido frequentemente consideradas como uma maneira de aproximar os estudantes do fazer científico (Carvalho, 2011), pois é durante a realização de atividades investigativas que é propiciado aos alunos que desenvolvam habilidades cognitivas e atitudinais típicas da ciência devido à criação de um ambiente privilegiado para de elaboração e teste de hipóteses, aplicação e avaliação de teorias científicas, bem como a análise de dados e a construção de explicações à luz de evidências.

Vislumbramos que transpor aspectos da investigação científica para a sala de aula não é só uma maneira de aproximar os estudantes do 'fazer ciências', mas também uma forma de possibilitar que estes construam entendimento sobre como o conhecimento científico foi elaborado, evidenciando aspectos de cunho histórico, político e social. Assim, considerando as semelhanças da investigação científica com as bases do Ensino por Investigação, é esperado que práticas epistêmicas da ciência, tais como a construção de explicações e a argumentação, sejam recorrentes nesse contexto.

Seja qual for o tipo de atividade de investigação planejada e implementada, é válido ressaltar que sempre haverá a dependência das interações entre os membros que constituem a sala de aula. É nessas interações que os estudantes são possibilitados a compartilharem entendimentos e, assim como na ciência, construírem seus entendimentos acerca do que se está investigando. Configurasse assim um espaço interativo de argumentação colaborativa , no qual o professor deve estar atento à tarefa de ocasionar interações de diferentes níveis entre alunos e materiais intelectuais que estão disponíveis e postos em discussão para fomentar a construção de entendimento sobre diferentes fenômenos ou situações.

Exposto esse breve panorama destacamos então que nesse trabalho nossos esforços foram tomados para buscar descrever quais são as ações desempenhadas por um professor que promovem a argumentação dos estudantes em aulas investigativas.

## O Papel do Professor na Promoção da Argumentação

Apesar de estar presente em situações cotidianas a argumentação tende a não surgir espontaneamente em sala de aula. Torna-se então fundamental que sejam planejadas estratégias apropriadas que favoreçam o seu surgimento e desenvolvimento. Conforme destacam De Chiaro e Leitão (2005), os conteúdos sobre os quais se argumenta, ou seja, passíveis de argumentação, geralmente são questões abertas que necessitam de soluções que, por não serem únicas, estão sujeitas à discussão. Sendo assim, é bastante provável que a argumentação esteja

presente em sala de aula em situações investigativas, uma vez que conforme um dos pressupostos do Ensino por Investigação, o processo de resolução de um problema possibilita a emergência de múltiplas soluções que são fornecidas e elaboradas pelos estudantes.

Vale destacar que apenas trabalhar a investigação de um fenômeno não é suficiente para que a argumentação ocorra. Em um espaço em que se almeja a construção do conhecimento por processos argumentativos, o professor é peça fundamental para gerar e gerenciar interações, pois é ele quem realizada e fomenta a participação dos estudantes, dando subsídios para que eles expressem e elaborem seus pontos de vista.

Ainda de acordo com De Chiaro e Leitão (op cit.), 'a argumentação pressupõe a possibilidade de mudança nas perspectivas adotadas por quaisquer dos participantes a respeito do tema discutido' (p. 351). Essa afirmação evidencia um dos obstáculos recorrentes na mudança da prática docente, que reside no fato de que durante interações argumentativas que visam à construção do conhecimento os professores dificilmente se colocam na posição de um interlocutor a ser convencido. Isso não quer dizer que o professor deva se colocar como um sujeito ingênuo que faz afirmações parcas sobre conhecimentos socialmente aceitos para que seus alunos tenham facilidade para contestá-lo, mas sim que ele esteja disposto e disponível para discutir a validade de um conhecimento, possibilitando que seus alunos compreendam características específicas relacionadas à própria construção do conhecimento e sobre o conceito que está em discussão.

Dúvidas e momentos de impasse entre os estudantes na resolução de uma situação problema são comuns no intercurso de uma investigação. Há ocasiões em que os estudantes não conseguem desenvolver seu raciocínio, fundamentar justificativas ou estabelecer relações entre variáveis que lhe estão disponíveis, pois não conseguem acessar premissas e conhecimentos anteriores de maneira adequada ou até mesmo desconhecem as bases necessárias para a resolução do problema que estão investigando. Lidar, Lundqvist e Östman (2006) destacam que o desenvolvimento de uma aula, seja ela experimental ou não, é positivamente afetado quando o professor fornece intencionalmente pequenas informações relacionadas à prática investigativa e ao conteúdo científico explorado aos seus alunos. Essas informações podem ser de naturezas distintas, mas suscintamente ajudam os estudantes a estabilizarem suas ideias e a compreenderem melhor os instrumentos intelectuais com os quais estão trabalhando, seja em nível técnico, com relação ao manuseio dos conteúdos e aparatos que lhes estão disponíveis, ou em nível epistêmico, relacionado à construção de significados e estabelecimento de relações entre observações, dados, evidências e conclusões.

Nesse sentido, recai novamente ao professor a tarefa de promover a continuidade da investigação, impedir que os estudantes se dispersem e que o envolvimento e o compromisso possibilitado por esse espaço seja perdido, por meio do fornecimento de pistas intencionais aos estudantes, como sugerido pelos autores acima, ou por meio de outras ações pedagógicas.

Em situações de interação argumentativa, o professor assume a posição de autoridade central na dinâmica de uma investigação realizada na sala de aula de ciências, pois é ele quem propõe os problemas e conduz seus alunos na discussão e compreensão dos fenômenos ou conceitos que estão em estudo. Berland e Hammer (2012) se referenciam a esses aspectos alegando que, no ambiente de

sala de aula o professor possui autoridade social, pois é ele quem decide os tópicos conceituais a serem explorados em sala de aula, e autoridade epistêmica, no sentido de que, por conhecer o conteúdo, é ele quem direciona o fluxo das interações, avaliando ideias e respostas dos seus alunos, permitindo que estes construam seus entendimentos. Dadas essas características, a postura ativa que deve ser assumida pelo professor evidencia que, no contexto das investigações e da argumentação, ele também se torna responsável por mediar o conhecimento aos seus alunos, promovendo o desenvolvimento de habilidades nos mesmos, as quais os instrumentalizam com ferramentas e práticas fundamentais para que tracem caminhos para a solução de problemas, escolares ou até mesmo cotidianos.

Os estudantes, quando imersos em um ambiente interativo de argumentação colaborativa , fornecem hipóteses que são testadas e investigadas com o intuito de se construir conhecimento sobre a situação problema que almejam construir entendimento. Para que o conhecimento seja construído de fato, as hipóteses devem, por meio de processos de verificação e avaliação, adquirir o status de conclusões, sendo assim, emerge a necessidade de o que o professor, mediador, tenha claro qual é o argumento que está em debate durante a investigação que está conduzindo. A clareza do conteúdo científico e, por consequência, do argumento e da explicação a serem estruturados durante o processo investigativo, é o que deve orientar o professor na realização de ações e emissão de questões que buscam evidenciar dados relevantes à resolução do problema pelos seus alunos, na elaboração de condições de contorno e das refutações que sustentarão o entendimento sobre o fenômeno investigado.

## Propósitos Epistêmicos para a Promoção da Argumentação

Sintetizando algumas ideias, destacamos novamente que ao longo de uma atividade de investigação é o professor que, ao permitir e promover situações em que ocorram interações discursivas entre os integrantes da sala de aula, oferece condições para que argumentação surja. Para isso, compreendemos ser necessário que o professor tenha atenção não só ao trabalho com informações relacionadas ao objeto de investigação sobre o qual se almeja a construção de entendimento, mas também que se atente a práticas pedagógicas relacionadas à gestão e ao gerenciamento da turma, estimulando a participação dos alunos e interações entre os mesmos. Assim, buscamos caracterizar as ações tomadas por um professor ao longo de uma aula investigativa para que compreendamos como foi possível promover e desenvolver a argumentação dos estudantes.

Destacamos nesse ponto que durante uma investigação o professor toma diferentes ações e perpassa por diferentes caminhos para garantir que os estudantes construam entendimento acerca do fenômeno ou conceito científico em discussão. Esses caminhos são guiados por propósitos distintos que instauram e conduzem a investigação, assim como a argumentação. A cada um desses propósitos, que podem não ocorrer individualmente, estão associadas ações típicas tomadas pelo professor e que favorecem a participação dos estudantes no processo de argumentação.

Dessa maneira, organizamos à luz de diferentes referenciais ações identificadas em cinco grupos distintos que denominados de Propósitos Epistêmicos para Promoção da Argumentação . A escolha do nome das categorias que estamos propondo se deve ao fato de estarem ligadas tanto às práticas de argumentação

como à epistemologia do trabalho científico. A tabela 1 detalha quais são os propósitos que julgamos serem recorrentes em aulas investigativas e algumas das respectivas ações associadas a eles.

Tabela 1 Propósitos epistêmicos para a promoção da argumentação.

Antes de detalhar cada um dos propósitos é importante destacar o fato de que não é objetivo deste trabalho explicitar todos os tipos de ações que podem ser tomadas por um professor durante um processo de investigação em sala de aula, mas somente aqueles que tenham relação com a promoção da argumentação. Assim, deixaremos de fora ações, como, por exemplo, que estão diretamente associadas a questões disciplinares ou instrucionais.

Retomar Esse propósito epistêmico surge da necessidade de o professor trazer para a discussão com os alunos diferentes informações já conhecidas e necessárias para a compreensão e construção de explicações sobre a situação, o fenômeno ou objeto que está sendo investigado. Trata-se de um levantamento de situações, dados e conceitos que já foram trabalhados em outros momentos, sejam em outras aulas ou anos escolares.

Problematizar Esse propósito surge em decorrência do objetivo do professor em dar a forma de problema a uma determinada situação. Consiste em proposições que tornam o objeto de estudo passível de investigação pelos alunos. É por meio da problematização que o professor explicita situações sobre as quais eles não possuem pleno entendimento, possibilitando assim que eles ampliem seus conhecimentos, construindo novos entendimentos que necessitam da compreensão de, por exemplo, novos conceitos e explicações.

Explorar -Com esse propósito o professor pode buscar tanto um melhor entendimento das diferentes hipóteses e explicações emitidas pelos alunos como o desenvolvimento das asserções proferidas, de forma a explicitar raciocínios e conclusões, e, além disso, garantir que os demais alunos que estão participando da discussão também compreendam o que está sendo exposto.

Qualificar Esse propósito ocorre quando o professor classifica informações trazidas pelos alunos à discussão, tais como dados, variáveis, objetos e fenômenos, por vezes juntamente com breves avaliações. Dessa forma, é possível também delimitar o contexto da investigação, diminuindo o número de elementos que devem ser levados em conta durante o processo de construção de explicações e entendimento pelos alunos.

Sintetizar É comum que as respostas dadas pelos alunos sejam expostas de forma confusa e, algumas vezes, inteligíveis apenas ao professor que domina o conteúdo e tem noção das possíveis respostas que podem surgir. Isso não significa

que são contribuições erradas ou ingênuas, pois podem ser importantes para a construção de entendimento da investigação em curso. Outro caso recorrente é quando uma ideia é proferida de forma fragmentada, por diferentes alunos. Assim, faz-se necessária a organização dessas informações pelo professor. Portanto, o propósito epistêmico sintetizar consiste na organização de informações e explicações importantes que foram trazidas á discussão.

## Investigando a Argumentação

Para buscarmos evidências de como os propósitos e as ações epistêmicas descritas acima ocorrem em sala de aula, analisamos duas aulas implementadas a uma turma do 3° ano do Ensino Médio. Essas aulas são as duas últimas de um conjunto que integra uma Sequência de Ensino Investigativa (Carvalho, 2013) sobre dualidade onda-partícula da luz composta por 12 aulas, originalmente elaborada por Brockington (2005) e adaptada por nosso grupo de pesquisa para se adequar aos pressupostos do Ensino por Investigação.

Nesse ponto, é válido destacar que o material que utilizaremos como corpus de estudos, já foi analisado com outros focos de pesquisa (Barrelo Jr, 2010; Machado, 2012). O motivo da escolha desses dados, portanto, é que antes mesmo de iniciarmos o processo de investigação já temos como garantia a existência de grande quantidade de interações argumentativas entre professor e alunos, bem como, a ocorrência de argumentos construídos pelos estudantes ao longo do processo de investigação em sala de aula.

As aulas foram transcritas e organizadas em turnos de fala com o intuito de facilitar a análise e leitura dos dados.

## A argumentação dos estudantes em uma aula investigativa

Pelo objeto de estudo das aulas (a luz) ser de um elemento físico de características bastante abstratas à percepção dos estudantes, sendo possível apenas a visualização de sua interação com o meio, a dialética envolvida é mediada pelo professor direcionada ao entendimento dos fenômenos pelos alunos e é bastante fértil na medida em que fornece elementos necessários e pertinentes ao estudo proposto no presente trabalho.

Antes de iniciarmos a apresentação de algumas das conclusões obtidas por meio de nossa análise, destacamos que devido às restrições de espaço, não colocaremos trechos de fala dos alunos para ilustrar nossas categorias e o processo argumentativo mediado pelo professor, mas sim uma síntese do que foi encontrado.

Durante as aulas iniciais da sequência, foram realizados diversos tipos de atividades, investigações e explicações pelo professor e pelos alunos. O professor usou de revisões e sistematizações constantemente para que os alunos estivessem aptos a versarem sobre o que estavam estudando. A luz foi tratada continuamente de maneira microscópica para que fosse possível interpretar e definir suas propriedades e características de acordo com os resultados obtidos por meio de um experimento específico. Esse último, por sua vez, trata-se do Interferômetro de Mach-Zehnder (IMZ) e foi utilizado na aula precedente às aulas que analisamos.

Especificamente sobre a aula que fizemos recortes para realização de nossa pesquisa, estas tem início com o professor fazendo uma grande retomada das

discussões passadas, descrições e resultados experimentais obtidos anteriormente e fornecendo orientações aos alunos para o desenvolvimento da discussão atual. Ele motiva a participação dos alunos de forma que alguns pontos necessários ao início da aula sejam explicitados e convencionados por todos.

Nos instantes iniciais da aula o professor buscou resgatar essencialmente informações necessárias para que a investigação se iniciasse tais como, características do aparato experimental e alguns dos seus resultados obtidos em aulas anteriores, o que tornou o propósito epistêmico retomar bastante recorrente nos turnos de fala analisados. A retomada ocorreu essencialmente por meio da descrição de características do aparato experimental IMZ feita pelo professor enquanto formulava perguntas aos alunos que, ao emitirem suas respostas, explicitavam dados e informações importantes para o processo investigativo.

Uma vez retomadas características do IMZ e alguns dos seus resultados, o professor dá início à exploração de outras situações relacionadas ao experimento. Para isso ele busca trazer à discussão diferentes situações experimentais para que os alunos expressem seus pontos de vista. Nesse segundo momento, o propósito epistêmico explorar foi o que mais ocorreu. Essa ocorrência pode ser justificada pelo fato de que o professor já tinha retomado características do IMZ e, portanto, faz-se necessário trazer à investigação novos pontos de vista sobre o experimento e situações particulares. Há também, nesse momento a grande ocorrência do propósito problematizar, pois é por meio da problematização de situações que o professor permite que os estudantes desenvolvam raciocínios e ampliem suas asserções.

Uma vez que o professor fez a retomadas de informações importantes e que os alunos começam a trazer diferentes explicações para as situações trazidas à discussão, os propósitos epistêmicos qualificar e sintetizar começam a ganhar maior destaque em nossa análise. É a partir desse momento também que começam a surgir os primeiros argumentos dos alunos.

## Algumas considerações

Nossa análise nos permite afirmar que, a construção dos argumentos dos estudantes só foi possível devido ao fato de o professor resgatar informações, dados e conceitos, uma vez que é por meio da retomada que o professor garante a tomada de consciência pelos alunos dos arcabouços necessários a construção de entendimento, que podem se tornar apoios e garantias que subsidiarão seus eventuais argumentos.

- O processo de retomada não é trivial e, muitas vezes, o professor precisa fazer uso de ações ligadas aos propósitos epistêmicos problematizar e explorar para que os alunos participem ativamente da investigação e da construção de explicações e entendimento sobre o objeto que estão estudando.
- Com relação aos propósitos epistêmicos qualificar e sintetizar, compreendemos que esses validam ou colocam em discussão situações que também servirão de subsídio para a construção de argumentos pelos alunos, pois permite que os estudantes (re)avaliem suas contribuições.

Finalmente, destacamos que apesar de a forma como apresentamos nossa análise sugerir a existência de uma hierarquia ou cronologia na ocorrência dos propósitos epistêmicos, os mesmos tendem a ocorrer de forma complexa e

conjugada. Em outra palavras, outras análises feitas em situações distintas às discutidas nesse trabalho evidenciam que há sobreposição entre os propósitos do professor a depender de como os alunos interagem, assimilam e compreendem a investigação em curso e os conteúdos que a integram.

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