COMPLEXIDADE E SUAS CONTRIBUIÇÕES PARA A EDUCAÇÃO CIENTÍFICA CTS

## COMPLEXIDADE E SUAS CONTRIBUIÇÕES PARA A EDUCAÇÃO CIENTÍFICA CTS

## COMPLEXITY AND ITS CONTRIBUTIONS TO SCIENTIFIC EDUCATION CTS

## Giselle Watanabe 1 , Roseline Beatriz Strieder 2

1 Universidade Federal do ABC/ Centro de Ciências Naturais e Humanas, giselle.watanabe@ufabc.edu.br

2 Universidade de Brasília/ Instituto de Física, roseline@unb.br

## Resumo

Nas últimas décadas, têm recebido ênfase, nas aulas de Física do Ensino Médio, discussões sobre questões socioambientais, ainda que sob diferentes pontos de vista. Várias propostas educacionais têm orientado intervenções curriculares centradas nessas questões, a exemplo da Educação Ciência - Tecnologia Sociedade (CTS). Porém, muitas não estão pautadas em uma perspectiva mais próxima da realidade dos alunos e pouco vinculam seus discursos às distintas esferas do conhecimento, que vão desde a visão política, econômica, social, cultural até a cientifica; em outras palavras, deixam de considerar aspectos da complexidade intrínseca às questões socioambientais. Diante disso, neste trabalho, discutem-se alguns pressupostos da complexidade que, a nosso ver, podem vir a contribuir para o desenvolvimento de uma abordagem mais crítica sobre as questões socioambientais no âmbito da Educação CTS, contribuindo para o desenvolvimento de compromissos sociais. Em especial, são enfatizados elementos associados à insuficiência da ciência para compreender e resolver problemas desse tipo, em função da complexidade do mundo real. Ademais, é apresentada uma proposta de inserção dessas discussões em aulas de Física, por meio de reflexões em torno da temática de mudanças climáticas, mais especificamente, o Aquecimento Global. Trata-se, portanto, de um estudo teórico, desenvolvido com vistas a contribuir para uma visão mais crítica e complexa em torno da abordagem de temas contemporâneos, presentes na mídia e que se aproximam da vida dos alunos. Esses temas, apesar de serem situações de incertezas e riscos, requerem posicionamentos, para os quais apenas uma esfera do conhecimento não seria suficiente pois essa daria conta, apenas, de propor soluções reducionistas.

Palavras-chave : Complexidade, Ciência-Tecnologia-Sociedade, Mudanças Climáticas

## Abstract

In the last decades, the discussions about social and environmental issues have received emphasis in High School Physics classes, even though with diferente points of view. Several educational proposals have aimed curricular interventions focused on these questions, for exemple, Education Science-Technology-Society (CTS). However, many of these proposals are not based on a closer to the student reality perspective and barely bind their discourse to the distinct levels of knowledge, since the political, economical, social, cultural until the scientific view. In other words,

they may not consider aspects of intrinsic complexity in the social and environmental issues. In addition, in this paper, it is discussed some assumptions of complexity that, in our view, may contribute for the development of a more critical approach about the social and environmental issues in the scope of Education CTS, contributing to the development of social commitment. Particularly, are emphasized associated features to the insufficiency of the Science to understand and solve this sort of problems, depending on the complexity of the real world. Furthermore, it is presented a proposal of inclusion of these discussions in Physics classes, through reflections about climate changes topic, specifically, Global Warming. Therefore, it is constituted of a theoretical study, developed in order to contribute to a more critical and complex view about the approach of contemporary topics, which exist in the media and bring it closer to the student lives. Nevertheless, these topics are situations of uncertainty and risk, requiring positionings, which only one level of knowledge would not be enough, because it would just offer redutionist solutions.

## Kewwords : Complexity, Science-Technology-Society, Climate Changes

## Introdução

Nas últimas décadas, discussões sobre questões socioambientais têm conquistado espaço no âmbito do ensino de Física, o que pode ser percebido, por exemplo, nos livros didáticos do Ensino Médio. Ao comprarmos livros anteriores à década de 2000 com os atuais, percebemos a ênfase que vem sendo dada a essas questões. Em livros mais antigos, como os da década de 1950, por exemplo, o conteúdo de Termodinâmica vinha associado a discussões sobre o funcionamento de máquinas térmicas, com ênfase em questões de natureza técnica. Por outro lado, nos livros atuais, comparecem menções sobre a questão energética mundial e as mudanças no clima; ainda que em textos introdutórios e/ou complementares e de forma superficial, não permitindo ao aluno uma compreensão efetiva a respeito do assunto.

Além disso, vale lembrar que a abordagem dessas questões encontra respaldo nos documentos oficiais da Educação Básica. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), o Ensino Médio deve contribuir para a formação de alunos mais conscientes de suas responsabilidades enquanto cidadãos, capazes de participar de forma inteligente e informada de decisões que envolvem tanto assuntos referentes à comunidade em que vivem, quanto às questões mais amplas, que apresentam relações intrínsecas entre os aspectos sociais, econômicos, políticos e ambientais. Particularmente no que se refere à Física, o documento afirma que 'trata-se de construir uma visão da Física voltada para a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade' (BRASIL, 1998, p. 59).Também, as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (BRASIL, 2013) destacam como meta a sustentabilidade ambiental e, com essa preocupação, esclarecem que é preciso 'criar uma educação cidadã, responsável, crítica e participativa, que possibilita a tomada de decisões transformadoras a partir do meio ambiente no qual as pessoas se inserem, em um processo educacional que supera a dissociação sociedade/natureza' (BRASIL, 2013). Diante disso, várias pesquisas têm sido desenvolvidas com a intenção de buscar espaços curriculares, potencialidades e desafios associados à inserção de propostas dessa natureza no

contexto do Ensino Médio. Dentre as influências que tem orientado essas pesquisas, encontra-se a Ciência - Tecnologia - Sociedade (CTS) que teve origem em contextos externos ao educacional, no âmbito do denominado Movimento CTS, que defende a necessidade de haver uma maior participação da sociedade na definição dos rumos do desenvolvimento científico-tecnológico (AULER, 2002).

Apesar dessa origem, muitas propostas CTS desenvolvidas no contexto educacional brasileiro, tem se fixado em discussões reducionistas e simplificadoras, centradas na análise de implicações positivas e negativas associadas ao uso de produtos da ciência e da tecnologia (STRIEDER, 2012; SANTOS e AULER, 2015). Também, em muitos casos, as propostas CTS baseiam-se apenas em informações coletadas nos meios de comunicação, sem qualquer embasamento científico, político, social, cultural ou econômico. Além disso, desconsideram que os meios de comunicação, ao abordarem a temática socioambiental, trazem discursos que promovem as desigualdades, tornando-se pano de fundo para acentuar as injustiças sociais.

Do nosso ponto de vista, a escola deve ser compreendida enquanto um espaço de transformação e, assim, deve promover um ensino que seja capaz de lidar com as questões atuais, nas quais aspectos das incertezas e riscos (BECK, 2010) estejam presentes. Nesse sentido, a sala de aula passa a ser um espaço onde os cidadãos possam se engajar efetivamente em sua comunidade; capazes de refletir e agir sobre quaisquer assuntos que envolvam tomadas de decisões que podem influenciar seu estilo de vida; que promovam mudanças visando o bem estar local e global; e que se apoiem, quando necessário, em recursos científicos e tecnológicos para argumentar com os seus representantes (WATANABE, 2012).

Diante disso, parece-nos que um outro olhar sobre a Educação CTS deve ser privilegiado, mais próximo dos aspectos da complexidade como perspectiva da ciência. Baseando-se nesse pressuposto, esse trabalho propõe apontar alguns elementos da complexidade que podem vir a contribuir para uma Educação CTS. Para tanto, além de uma reflexão teórica sobre complexidade, é apresentado como contemplar aspectos dessa em discussões sobre Aquecimento Global, presentes em uma proposta de aulas voltadas ao ensino de Física.

## Educação CTS e Complexidade

Entende-se que a Educação CTS visa uma compreensão crítica e reflexiva sobre a realidade, que está permeada por ciência e tecnologia e por desequilíbrios sociais, políticos, éticos, culturais e ambientais. Nesse viés, portanto, a abordagem de temas socioambientais é realizada com a intenção de contribuir para o desenvolvimento de compromissos sociais diante de problemas ainda não estabelecidos. Mais do que contextualizar o conhecimento, compreender o mundo, questioná-lo e/ou se posicionar, de acordo com esse propósito, o que guia a educação é a busca por encaminhamentos para problemas reais, que afligem a sociedade com a qual a escola se encontra. (STRIEDER, 2012)

Vale ressaltar que nessa linha se apresentam elementos comuns aos pressupostos de Paulo Freire (FREIRE,1987), no sentido em que visa abordar a realidade de forma a identificar caminhos para sua transformação. Também, implica abordar as insuficiências da ciência para compreender e resolver problemas da realidade, em função da complexidade do mundo real. Em outras palavras, reconhece-se que o conhecimento científico, ainda que rigoroso e independente de

sua forma de construção, não dá conta de um conhecimento definitivo e inquestionável de sistemas complexos como os reais. Isso perpassa por superar a ideia de que as conclusões científicas são inquestionáveis e que mais CT, necessariamente, conduzirão ao bem-estar social. Implica, assim, em discussões que considerem a perspectiva da complexidade. (STRIEDER, 2012)

Tratar da complexidade enquanto uma abordagem mais adequada para discutir problemas abertos e dinâmicos leva-nos a busca por uma linguagem de ciência que vai além de determinista e indeterminista (WATANABE, 2012). A perspectiva da complexidade aqui defendida volta-se às relações que se estabelecem no mundo natural, do vivo, considerando-se as situações longe do equilíbrio (dinâmicas) nas quais se destacam aspectos como o acaso, caos e desordem, que se tornam objetos da ciência e, portanto, passíveis de ser estudados. Uma das principais características da linguagem da complexidade é a incorporação em seu discurso da imprevisibilidade, o que conduz às reflexões sobre o fim das certezas. Nesse contexto também se considera que 'o todo não se reduz à soma das partes', o que leva à interpretação de que a totalidade tem propriedades peculiares que não ficam explícitas na análise isolada das partes de um sistema, e vice-versa.

De forma mais geral, a perspectiva da complexidade trata dos (i) sistemas que apresentam níveis hierárquicos de organização, presentes, por exemplo, nas relações que se estabelecem no vivo, na sociedade etc.; (ii) sistemas em que ocorrem as retroações entre os níveis hierárquicos, ou seja, cada um dos níveis se realimentam segundo dinâmicas não-lineares; (iii) sistemas não lineares, ou seja, aqueles que se constituem longe do equilíbrio; (iv) sistemas que combinam princípios de regulação e desequilíbrio; (v) sistemas que apresentam uma dinâmica marcada por possibilidades, mas também por situações em que podem imperar o determinismo; (vi) sistemas que ligam as partes e o todo e vice-versa, implicando que as interações entre as partes repercutem no todo e o todo nas partes; (vii) sistemas auto-organizados; e (viii) sistemas com propriedades emergentes que aumentam sua eficiência (FIEDLER-FERRARA, 2003).

Em nossa concepção, tomando o contexto escolar como referência, a complexidade deve evidenciar pelo menos três aspectos: (i) o acaso, caos e desordem enquanto elementos do mundo natural e, portanto, objetos da ciência; (ii) o fim das certezas, refletidos na imprevisibilidade dos sistemas socionaturais; e (iii) a concepção de que 'o todo não se reduz à soma das partes'. Esse olhar nos interessa porque implica numa aproximação às questões socioambientais pelo viés da Física, da complexidade e do não equilíbrio, promovendo a passagem do pensar simples para o complexo, se aproximando das reflexões de Morin (2007; 2009) ao evidenciar aspectos que caracterizam o pensamento complexo. Para ele, trazer a complexidade nesse contexto significa enfrentar a produção de conhecimento simplificador, dando espaço para que uma outra visão de mundo se estabeleça.

Diante do exposto, nos parece essencial que as questões de natureza socioambiental, no âmbito da Educação CTS, sejam tratadas por meio da perspectiva da complexidade, visto a possibilidade de abarcar nessas reflexões o acaso, caos e desordem; incorporar nas discussões aspectos da imprevisibilidade; e explicitar que as partes interferem no todo e vice-versa. Esses elementos podem dar margem para que os alunos tenham condições de se posicionarem frente às

problemáticas que advêm do contexto social que, no geral, não pode ser tratada de um único referente, ou por esferas de conhecimento específicas.

## Alguns encaminhamentos para as aulas de Física: Aquecimento Global

A partir dos pressupostos levantados, alguns aspectos da complexidade foram incorporados em uma proposta de aulas sobre o Aquecimento Global. Essa proposta foi produzida por um grupo de professores e pesquisadores, denominado GrECC (Grupo de Ensino de Ciências e suas Complexidades) . Ela foi estruturada a 1 partir de cinco Momentos, cada um dos quais, por sua vez, organizados em aulas. Os Momentos são: Momento 1 - A questão do aquecimento, que introduz e problematiza o tema; Momento 2 - Medindo temperaturas, que trata das medidas físicas e sua relação com o fenômeno a ser estudado; Momento 3 - Conceitos e contextos para discutir o Aquecimento Global, que retoma e/ou aprofunda conceitos como calor, temperatura, sistema aberto, equilíbrio dinâmico, características da radiação solar e da atmosfera; Momento 4 - Diferentes pontos de vista sobre o tema, que apresenta e discute, de forma articulada com os subsídios trazidos pelos momentos anteriores, as considerações sobre o Aquecimento global defendidas por diferentes atores sociais; Momento 5 - Afinal de contas?, promove um síntese e sistematizações individuais e coletivas sobre o tema. A estrutura geral está sintetizada no Quadro 1 (ao final do trabalho).

Essa proposta, certamente, não esgota todas as possibilidades de análise das relações CTS, ainda assim, apresenta pressupostos comuns ao da Educação CTS no sentido em que está centrada em um tema de relevância social relacionado à CT; busca explicitar aspectos do conhecimento científico na realidade dos alunos; contempla discussões sobre problemas, impactos e transformações sociais associados à CT; questiona relações entre as investigações científicas e seus produtos; destaca insuficiências da ciência e enfatiza que a participação social pode se dar âmbito das políticas públicas (STRIEDER, 2012).

Também, alguns pressupostos da complexidade permeiam o trabalho geral, por exemplo, ao optar pelo projeto dividido em Momentos. Isso porque, ainda que esses Momentos sejam apresentados de forma sequencial, projeta-se a liberdade de escolha dos professores para selecionar as atividades mais próximas de suas realidades. Ou seja, as propostas não têm uma ordem que deve ser fielmente seguida. A intenção é que haja várias possibilidades de percursos a partir da estrutura apresentada.

Outro aspecto importante, refere-se à questão problematizadora ' A Terra está esquentando? Como saber? ', que vai levar à possibilidade de discutir o assunto sob a perspectiva da (i) atividade experimental e da (ii) teoria. Em (i) a proposta leva à coleta e análise de dados que dão margem para o professor tratar das incertezas e erros das medidas coletadas, assim como dos dados dispostos nos gráficos. A percepção acerca das incertezas dá a oportunidade para que os alunos percebam tanto as aproximações necessárias da ciência, assim como a importância de validação e de um olhar crítico acerca das informações prontas. Em (ii), baseado nas teorias e conceitos da Física, são apresentados tanto as discussões pautadas

na perspectiva determinista (conceitos como temperatura, calor, energia, espectro eletromagnético, processo de reflexão etc.), o que mostra a importância e necessidade de se considerar essa perspectiva de ciência, assim como alguns aspectos da complexidade. No caso da complexidade, destaca-se a discussão acerca da Terra enquanto um sistema aberto e a tentativa de se tratar e quantificar os processos que levam ao conceito de fluxo de energia. Em ambas as situações, a proposta é identificar os elementos que são fundamentais a ser analisados, que vão contribuir para o que se denomina Aquecimento Global. Nota-se que nos Momentos 2 e 3 há uma abordagem tanto do ponto de vista determinista quanto da complexidade, trazendo à ideia da complementariedade. Em todas as aulas desses Momentos ficam explícitas a tentativa dos autores em dar a voz aos alunos e de explicitar os problemas que cercam a temática em questão.

- O Momento 4 traz a possibilidade de confrontar distintos pontos de vista acerca da temática Aquecimento Global. Isso dá voz as esferas social e política, além de trazer à tona discussões da ciência, a partir de dois olhares distintos, ortodoxos e céticos. Sobre esse tema, há muitos discursos diferentes, tanto sobre suas causas e consequências, como sobre as possíveis dimensões reais que podem ser atribuídas a esse aquecimento. Assim, por exemplo, há uma corrente mais catastrofista, que tende a privilegiar eventuais consequências dramáticas do aumento da temperatura do planeta, entre as quais um expressivo aumento do nível dos mares e completo alagamento de cidades costeiras. Ou, por outro lado, uma corrente mais cética, que tende a minimizar tais consequências, na maior parte das vezes assumindo as possíveis variações de temperatura simplesmente como aspectos próprios da inconstância da natureza. O que se pretende aqui é salientar que registros e dados de medidas são, muitas vezes, passíveis de questionamentos, assim como um amplo conjunto de indicadores indiretos.
- Já o Momento 5 procura dar condições para que os alunos se posicionem a partir de suas concepções e das distintas visões que lhes foram apresentadas, incluindo as cientificas/escolares. Nota-se que aqui a intenção é trazer à tona a questão dos riscos e incertezas da problemática socioambiental e, ao mesmo tempo, chamar a atenção para que a necessidade de se ter um posicionamento crítico e reflexivo, aspecto fundamental da Educação CTS.

## Considerações finais

Como abordamos ao longo do trabalho, defende-se que é preciso um olhar mais crítico para as questões socioambientais discutidas nas aulas de Física. Esse olhar implica em considerar, para além dos pressupostos da Educação CTS e articulados a eles, elementos da complexidade. Com isso, reconhecemos a importância do conhecimento científico e, ao mesmo tempo, que esse não tem potencial para fornecer, sozinho, uma compreensão do mundo contemporâneo, permeado por riscos e incertezas.

Por outro lado, e considerando que não é trivial articular perspectivas teóricas às práticas escolares, neste trabalho, apresentamos Momentos (organizados em aulas) que se articulam em torno da temática do Aquecimento global. De modo geral, a proposta apresentada, mais do que trazer respostas e posicionamentos predeterminados, tem como foco a discussão e reflexão de um problema sócio, político, econômico e ambiental considerando os riscos inerentes. Aborda, acima de tudo, os distintos olhares sobre uma mesma questão, o que dá

margem para a promoção de um posicionamento mais seguro e reflexivo por parte dos alunos.

Como continuidade deste trabalho, entendemos ser necessário investigar sua implementação em práticas de sala aula, com a intenção de analisar, por exemplo, as contribuições da proposta para o desenvolvimento de compromissos sociais, pressuposto da Educação CTS.

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## Quadro 1 : estrutura geral da proposta

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