PRÁTICAS EPISTÊMICAS NO ENSINO DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA: UMA PROPOSTA DE INSTRUMENTO DE ANÁLISE

## PRÁTICAS EPISTÊMICAS NO ENSINO DE FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA: UMA PROPOSTA DE INSTRUMENTO DE ANÁLISE

## EPISTEMIC PRACTICES IN MODERN AND CONTEMPORARY PHYSICS TEACHING: A PROPOSAL FOR ANALYSIS INSTRUMENT

Jefferson Adriano Neves 13 , Alice Helena Campos Pierson 23

1 Universidade Federal de Lavras/Departamento de Ciências Exatas, jefferson.neves@ufla.br 2 Universidade Federal de São Carlos/Departamento de Metodologia de Ensino, apierson@ufscar.br 3 Programa de Pós-Graduação em Educação da Universidade Federal de São Carlos

## Resumo

O presente estudo é um ensaio teórico realizado com o objetivo de apresentar um conjunto de práticas epistêmicas, que compõem um instrumento de análise, para investigar situações de ensino que envolvem a Física Moderna e Contemporânea (FMC). Esse estudo teve como ponto de partida: (a) pesquisas que investigaram as práticas epistêmicas em situação de ensino, que, na maioria das vezes, estavam relacionadas ao trabalho do laboratório; e, (b) pesquisas epistemológicos associadas ao processo de construção de conhecimento no espaço da FMC. Tais pesquisas resultaram em um instrumento de análise composto por 13 práticas epistêmicas que perpassam as instâncias sociais de produção de sentido, comunicação e avaliação, estando relacionadas às ações de propor, justificar, avaliar e legitimar o conhecimento (KELLY, 2008) por meio de modelos teóricos. Esse instrumento foi utilizado na análise de uma situação de ensino que envolve a Teoria da Relatividade Restrita, cujos fragmentos são aqui utilizados para exemplificar algumas dessas práticas epistêmicas.

Palavras-chave: Práticas Epistêmicas. Física Moderna e Contemporânea. Ensino de Ciências.

## Abstract

The present study is a theoretical essay carried out with the aim of presenting a set of epistemic practices, which make up an analysis instrument, to investigate teaching situations that involve Modern and Contemporary Physics. This study had as its starting point: (a) research that investigated epistemic practices in a teaching situation, which, most of the time, were related to laboratory work; and, (b) epistemological research associated with the process of building knowledge in the space of Modern and Contemporary Physics. Such researches resulted in an analysis instrument composed of thirteen epistemic practices that permeate the social instances of production of meaning, communication and evaluation, related to the actions of proposing, justifying, evaluating and legitimizing knowledge (KELLY, 2008) through models theorists. This instrument was used in the analysis of a teaching situation involving the Theory of Special Relativity, whose fragments are used to exemplify some of these epistemic practices.

Keywords: Epistemic Practices, Modern and Contemporary Physics, Science Teaching.

## Introdução: As práticas epistêmicas no ensino de ciências

Uma prática social consiste em um conjunto de práticas padronizado, realizado por membros de uma comunidade, com propósito e expectativas comuns, com valores, ferramentas e significados culturais compartilhados (KELLY, 2008). Quando essas ações se referem ao conhecimento, pode-se rotulá-las como práticas epistêmicas (KELLY, 2008; SILVA, 2011). Tais ações são práticas socialmente organizadas e realizadas de maneira interativa, nas quais membros de uma comunidade propõem, justificam, avaliam e legitimam o conhecimento (KELLY, 2008; KELLY, 2010; KELLY; LICONA, 2018). Tais práticas são:

interacionais (construídas entre as pessoas), contextuais (situado em práticas sociais e normas culturais), intertextuais (comunicado através de uma história de discursos coerentes, sinais e símbolos) e consequentes (o conhecimento legitimado instância o poder e o cultural). (KELLY; LICONA, 2018 p. 140, nossa tradução).

As práticas epistêmicas não estão relacionadas à metodologia de ensino utilizada em sala, porém podem ser melhor observadas e caracterizadas se as atividades permitirem aos alunos negociarem entre si, para produzirem e interpretarem dados e refletirem, coletivamente, sobre a legitimidade do conhecimento construído (SILVA, 2015). Em sala de aula, as práticas epistêmicas podem ser compreendidas como atividades cognitivas e discursivas onde os estudantes estão envolvidos na produção, comunicação e avaliação do conhecimento (ARAÚJO, 2008; KELLY, 2010), e não apenas à aquisição de conceitos, procedimentos e atitudes, sendo necessária a compreensão da natureza da ciência (SILVA, 2008; ARAÚJO, 2008; SILVA, 2011; SILVA, 2015).

Kelly e Licona (2018) destacam que as práticas epistêmicas estão associadas aos objetivos educacionais em sala de aula, embora haja semelhanças entre algumas práticas, cada ciência exige dos estudantes diferentes maneiras de construir o conhecimento, pois possuem formas de conhecer e práticas epistêmicas específicas. Portanto, existem várias práticas que variam de acordo com os objetivos pedagógicos, visto que não existe um conjunto limitado de 'práticas científicas'.

Para investigar as práticas epistêmicas em situação de ensino, pesquisadores como Jimenez-Aleixandre el. al. (2008 apud SILVA, 2015), Araújo (2008) e Lima-Tavares (2009) propuseram um conjunto ferramentas para categorizálas que estão associadas às naturezas das ciências e do ambiente de ensino (KELLY; LINCONA, 2018).

Reconhecendo a multiplicidade de práticas epistêmicas que podem emergir no processo de ensino e aprendizagem, o presente trabalho consiste em um ensaio teórico realizado com o objetivo de apresentar um conjunto de práticas epistêmicas, que compõem um instrumento de análise, para investigar situações de ensino que envolvem a Física Moderna e Contemporânea (FMC). Para corroborar tal estudo é apresentado fragmentos de interações discursivas que emergiram de uma proposta de ensino sobre conceitos da Teoria da Relatividade Restrita.

## As Práticas Epistêmicas em situação de ensino.

Na literatura existem diversas pesquisas que utilizam ferramentas analíticas como o objetivo de categorias as práticas epistêmicas dos estudantes e as ações do professor em situação de ensino (ARAÚJO, 2008). Algumas dessas pesquisas

tiveram como ponto de partida a proposta de Jiménez-Aleixandre et. al. (2008 apud SILVA, 2015), presente no Quadro 01.

Quadro 01 Instâncias sociais e suas relações com as práticas epistêmicas gerais e específicas

Fonte: Extraído de Silva (2015, p. 75), apresentado por Jimenez-Aleixandre et. al. (2008).

Na primeira coluna do quadro 01 são apresentadas as instâncias sociais das práticas epistêmicas: produção, comunicação e avaliação, conforme proposto por Kelly e Duschl (2002). Na segunda e terceira coluna, pode-se observar as práticas epistêmicas gerais e específicas. As práticas epistêmicas específicas foram utilizadas como ponto de partida nos estudos de Silva (2008), Araújo (2008), Lima-Tavares (2009) e Ratz (2015), entre outros, que, em alguma medida, as adequaram a suas pesquisas, resultado em novas categorias. Silva (2011), Nascimento (2015) e Silva (2015), por sua vez, investigaram as práticas epistêmicas categorizando as interações discursivas que emergem durante a realização de atividades investigativas em sala de aula utilizando a proposta de Jimenez-Aleixandre el. al. (2008 apud Silva, 2015).

## Práticas Epistêmicas no estudo de Física Moderna e Contemporânea

As práticas epistêmicas estão relacionadas às áreas do conhecimento, e com a Física Moderna não é diferente. A maioria das pesquisas que buscaram identificá-las em sala de aula as fazem por meio de atividade experimentais (ARAÚJO, 2008; NASCIMENTO, 2015), ações dos professores (SILVA, 2008) e no ensino por investigação (SILVA, 2011; SILVA, 2015; RATZ, 2015). Nestes estudos, a ferramenta de análise, e em cerca medida, as práticas epistêmicas, estão relacionadas ao trabalho no laboratório, conforme o quadro 01. Reconhecendo a diferença epistemológica da Teoria da Relatividade Restrita com a Mecânica Clássica (KUHN, 2010) e as mudanças que o fazer ciências tem nesse espaço, as práticas

epistêmicas foram adaptadas para investigá-las no espaço da Física Moderna e Contemporânea, que apresentamos no Quadro 02.

Quadro 02 - Instâncias sociais e Práticas epistêmicas relacionado a Física Moderna e Contemporânea.

Fonte: Próprio Autor

Quando comparado às instâncias sociais presentes do estudo de JiménezAleixandre et al. (2008 apud SILVA, 2015), a única alteração está associada à instância social 'produção', que foi ampliada para 'produção de sentido', uma vez que, com o FMC, espera-se que os estudantes produzam sentidos para compreender e se apropriar de modelos explicativos. As demais adequações estão associadas às práticas epistêmicas gerais e específicas e delas se pode observar que as instâncias de comunicação, avaliação e produção de sentido estão associadas, em alguma medida, à produção, comunicação e avaliação de 'Modelos Teóricos'.

## As Práticas Epistêmicas: Definições e exemplos

Um conjunto de práticas epistêmicas (KELLY, 2008, 2011; KELLY; LICONA, 2018) compõe a proposta de instrumento de análise construído tendo como base os estudos de Araújo (2008), Jimenéz-Aleixandre et. al. (2008 apud SILVA, 2015), Valle (2014), Silva (2015) e Silva (2015), que apresentam instrumentos para análise das práticas epistêmicas em situação de ensino, e os estudos de Paty (2009) e Kuhn (2010), que abordam o processo epistemológico da construção do conhecimento científico.

Nesta seção serão apresentadas as definições que orientaram a análise das práticas epistêmicas, destacando alguns exemplos que as elucidam em situação de ensino. Concordamos com Araújo (2008) e Lima-Tavares (2009) que algumas práticas só podem ser compreendidas no contexto em que emergiram. Assim, utilizaremos trechos de episódios de ensino com o objetivo de minimizar essa perda de contexto.

Nosso instrumento de análise é composto por 13 práticas epistêmicas, porém nem todas estiveram presentes nos episódios de ensino analisados. Contudo,

as mantivemos no instrumento de análise por acreditar que em outro contexto educacional tais práticas possam emergir. Nas próximas subseções apresentaremos as definições das práticas epistêmicas e alguns exemplos que nos permitiram caracterizá-las.

## Produção de Sentido

As práticas epistêmicas relacionadas a está instância consistem em situações, no contexto da sala de aula, nas quais os estudantes interagem buscando compreender e se apropriar de conceitos, exemplos e situações problemas a fim de produzir sentidos e significados de acordo com a Física Moderna e Contemporânea, em especial da Teoria da Relatividade Restrita. Essa instância é composta por duas práticas epistêmicas gerais, 'Articular os próprios saberes' e 'Dar sentido aos padrões de dados', e por três práticas específicas, sendo elas:

- - Utilizar ideias, conceitos para construir novas compreensões: prática relacionada à interação discursiva em que os estudantes utilizam ideias e conceitos, seja da Física Clássica ou da Física Moderna e Contemporânea, para compreender a situação em disputa.
- - Construir significados: prática mobilizada quando os estudantes realizam questionamentos ou exemplificações para construir o significado acerca da situação em disputa. No Quadro 03 apresentamos um pequeno trecho de um episódio de ensino para exemplificar essa e outras práticas epistêmicas.

Quadro 03 - Exemplos de prática epistêmicas mobilizada pelos estudantes

- - Dar sentido as situações propostas: prática que consiste em interações em que o estudante busca compreender e se apropriar de situações estudadas. No Quadro 02 apresentamos um trecho de um episódio de ensino para exemplificar essa e outras práticas epistêmicas.

## Comunicação do Conhecimento

As práticas epistêmicas organizadas nesta instância estão relacionadas a interações discursivas que ocorreram como o objetivo de socializar interpretações acerca da Física Moderna e Contemporânea. Contudo, a divisão entre produção e comunicação é problemática, conforme aponta o estudo de Araújo (2008, p. 88) que, pautado em Vygostky, destaca que a linguagem é uma forma de pensamento verbal. Logo, 'ao comunicar estamos, de certa forma, trabalhando os significados das palavras e utilizando um gênero determinado para fazê-lo' (ARAÚJO, 2008 p. 88). Como a autora, manteremos essa divisão devido à coerência com a literatura.

A instância de Comunicação é composta por uma prática epistêmica geral, 'Socializar interpretações', divididas em quatro práticas específicas, sendo elas:

- - Explicitar o próprio saber: Essa prática está relacionada as interações discursivas em que os estudantes expõem ou se posicionam frente a uma situação proposta com o objetivo de socializar seu próprio saber.
- - Apresentar suas próprias ideias e/ou seu processo de produção: Essa prática é mobilizada quando o estudante expõe de forma explicita suas ideias e o processo de sua produção ou apenas elucida o processo de produção, se possível elencando os elementos fundamentais para a compreensão e apropriação do modelo explicativo, como uso de situações problemas, conceitos e exemplos.

Quadro 05 - Exemplo de Prática Epistêmica mobilizada pelos estudantes

- - Negociar explicações: prática associada à interação discursiva em que o estudante busca o convencimento, o processo de persuasão para o estabelecer uma explicação.

Quadro 06 - Exemplo de Prática Epistêmica mobilizada pelos estudantes.

- - Utilizar exemplos, analogias e metáforas: prática relacionada a situação em que os estudantes utilizam exemplos, analogias ou metáforas para explicar situações propostas.

## Avaliação do Conhecimento

As práticas epistêmicas organizadas nesta instância estão relacionadas a interações discursivas em que os estudantes avaliam as situações propostas no sentido de corroborá-los ou de contrastá-los. Essa instância é composta por duas práticas epistêmicas gerais, 'Coordenar modelo teórico e situações propostas' e 'Contrastar as conclusões (próprias ou de outros) com evidências, analisando a plausibilidade do modelo teórico', divididas em seis práticas específicas, sendo elas:

- - Distinguir evidências de previsão teóricas: prática relacionada a interação discursiva em que os estudantes apresentam a diferença entre evidência e previsão teórica e/ou utilizam previsões teóricas para sustentar avaliação.
- - Utilizar novas situações para avaliar compreensão do modelo teórico: prática relacionada a interação discursiva em que os estudantes utilizam novas situações com o objetivo de avaliar a compreensão do modelo teórico. (ver exemplo no Quadro 01).
- - Avaliar novas situações utilizando o modelo teórico: prática associada a interações discursivas em que os estudantes abordam elementos teóricos para avaliar uma situação colocada.
- - Justificar suas próprias conclusões: prática relacionada a interações em que os estudantes fundamentam ou complementam situações propostas como o objetivo de justificá-las.

Quadro 07 - Exemplo de Prática Epistêmica mobilizada pelos estudantes

## Transcrição da Fala

Prática Epistêmica

[Profa.] … Os caras antes de sair sincronizaram lá um relógio. E um relógio fica na Terra e o outro vai fazer a viagem. Quando voltar o relógio da Terra marcou 66 anos … O relógio que está dentro da nave não marcou 66 anos, marcou um dia. A grande maioria marcou que sim é plausível. Certo! Com que dados eu justifico que é uma situação plausível?

- - Criticar de forma fundamentadas conclusões de outros: Essa prática está relacionado as interações discursivas em que os estudantes contrariam exemplos, analogias, metáforas, argumentos e explicações realizadas pelos colegas.

Quadro 08 - Exemplo de Prática Epistêmica mobilizada pelos estudantes

- - Utilizar o modelo para identificar situações plausíveis ou não: Essa prática está relacionada a interações discursivas em que os estudantes utilizam modelos teóricos para avaliar novas situações.

## Considerações Finais

Das práticas epistêmicas apresentadas anteriormente, as práticas 'Utilizar ideias, conceitos para construir novas compreensões', 'Coordenar modelo teórico e situações propostas' e 'Contrastar as conclusões (próprias ou de outros) com evidências' não estiveram presentes na situação de ensino estudada. Assim como apresentado por outros estudos, como Araújo (2008) e Lima-Tavares (2009), constatou-se o alto grau de inferência ao categorizar as práticas epistêmicas e que algumas interações discursivas sofrem sobreposição nas instâncias de produção, comunicação e avaliação, que pode ser superada ao relacionar as práticas epistêmicas às operações epistêmicas, conforme Silva (2011).

Acredita-se que o instrumento de análise favorecerá investigações de situações de ensino relacionadas ao ensino de Física Moderna e Contemporânea, possibilitando compreender o processo de produção, construção e legitimação do conhecimento abordado no ensino desse conteúdo. Vale salientar que esse estudo faz parte de um escopo maior, em que se investiga situações de ensino relacionado a FMC.

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