O DESENVOLVIMENTO DE PRÁTICAS EPISTÊMICAS E CIENTÍFICAS EM UM CENTRO DE CIÊNCIAS POR MEIO DE UMA ATIVIDADE INVESTIGATIVA

## O DESENVOLVIMENTO DE PRÁTICAS EPISTÊMICAS E CIENTÍFICAS EM UM CENTRO DE CIÊNCIAS POR MEIO DE UMA ATIVIDADE INVESTIGATIVA

## THE DEVELOPMENT OF EPISTEMIC AND SCIENTIFIC PRACTICES IN A SCIENCE CENTER THROUGH AN INVESTIGATIVE ACTIVITY

Jéssica Adriane de Souza Bodevan 1 , Geide Rosa Coelho 2

1 Ufes/PPGEnFis/EEEM Ormanda Gonçalves, jessicabodevan@icloud.com 2 Ufes/PPGEnFis, geidecoelho@gmail.com

## Resumo

Neste trabalho discutimos o desenvolvimento de práticas típicas da cultura científica por estudantes do ensino médio em uma aula de cunho investigativo realizada em um centro de ciências. Do ponto de vista metodológico esse estudo é qualitativo e de caráter interventivo. Para produção de evidências nessa pesquisa, utilizamos as interações discursivas gravadas durante o desenvolvimento da atividade na Praça da Ciência. Nosso objetivo é identificar e discutir o desenvolvimento de práticas epistêmicas e científicas pelos estudantes do ensino médio. Os resultados indicam que as principais práticas identificadas foram proposição, comunicação e avaliação de ideias além de trabalho com novas informações, levantamento e teste de hipóteses e construção de explicação e justificativas.

Palavras-chave : Ensino de Física, Práticas epistêmicas, Práticas científicas, Centro de Ciências, Atividades investigativas.

## Abstract

In this work, we discuss the development of typical practices of scientific culture by high school students in an investigative class held at a science center. From a methodological point of view, this study is qualitative and interventional. For the production of this research, we used as discursive interactions recorded during the development of the activity at Praça da Ciência. Our goal is to identify and discuss the development of epistemic and scientific practices by high school students. The results show that the main practices identified were proposition, communication and evaluation of ideas, in addition to working with new information, raising and testing hypotheses and building explanation and justifications.

Keywords : Physics teaching, Epistemic practices, Scientific practices, Science Center, Investigative activities.

## Introdução

Como professores atuantes de sala de aula conseguimos facilmente perceber que quando estamos no ambiente escolar, especificamente nas aulas de ciências, o foco principal para aquele grupo social (professores e alunos) é a

aprendizagem dos conceitos de ciências (física, química, biologia). Esses conceitos por sua vez já foram construídos/estabelecidos por outro grupo social e, na escola, recontextualizamos conhecimentos construídos por outras pessoas para constituição de uma cultura própria: a cultura escolar. Diferentemente, a cultura científica tem como foco a construção da ciência e essa se dá por meio de práticas próprias da cultura científica. O fato é que a cultura escolar, especificamente quando nos referimos ao ensino de ciências, é parte dos resultados construídos pela cultura científica e, por isso, não faz sentido a distância existente entre a cultura científica e escolar (MUNFORD e LIMA, 2007). A fim de ressignificar o ensino de ciências, apostamos no desenvolvimento de práticas típicas da cultura científica no contexto escolar para que haja uma aproximação entre essas culturas. Nesse sentido, referenciais teóricos (SASSERON e DUSCHL, 2016) apresentam e discutem essas práticas como práticas epistêmicas e científicas.

Para promover o desenvolvimento dessas práticas adotamos a abordagem do ensino por investigação, pois esta traz em sua essência a não exposição explicita de respostas, conceitos e conteúdos, mas a construção de saberes por meio da resolução de situações-problema. Faz parte do papel de professor promover situações-problema que incentivem o pensamento crítico e possibilite a diversas maneiras ou estratégias para sua solução (BARCELLOS e COELHO, 2019). As atividades de cunho investigativo sempre partem de uma problemática (experimental ou não experimental) para engajar estudantes a fazer proposição de ideias, levantamento de hipóteses, testes e medidas (em alguns casos), debate de ideias divergentes e elaboração de explicações (COELHO e AMBRÓZIO, 2019). Essas ações se aproximam mais da cultura científica do que da cultura escolar que estamos acostumados e, por esse motivo, concordamos que o ensino por investigação pode ser agente mediador entre as duas culturas.

Além das atividades de cunho investigativo as visitações a museus e centros de ciência podem auxiliar na aproximação entre a cultura científica e escolar, uma vez que esses ambientes possuem potencialidades de socializar conhecimentos científicos para a sociedade como um todo de forma diferente a qual é apresentada na escola (MARQUES e MARANDINO, 2018). Discutiremos que a intencionalidade e o planejamento em uma visita aos espaços de educação não formal permitem que a visita extrapole as ações esperadas nas atividades escolares.

- É nesse movimento de promover e compreender a aproximação entre cultura escolar e científica que buscamos identificar e discutir as práticas epistêmicas e científicas desenvolvidas por estudantes em uma aula investigativa em um centro de ciências.

## A ressignificação do ensino de ciências por meio de atividades investigativas e do desenvolvimento de práticas epistêmicas e científicas

- O ensino por investigação é uma abordagem de ensino em que os estudantes (junto com os professores) são agentes ativos do processo, cuja as ações pedagógicas são planejadas para promover a construção de conhecimento por intermédio de problematizações. O professor assume uma postura mais dialógica e sociável de forma que ao ouvir/analisar as ideias propostas pelos

discentes os conduza no processo de construção de ideias e significações nas aulas de ciências.

Nessa perspectiva, o ensino por investigação segue uma concepção de educação científica que se aproxima do fazer científico. Apostamos que essa abordagem aproxima a cultura escolar (estudar os conteúdos de ciências) da cultura científica (estudar/compreender sobre ciências) (SASSERON, 2018). Trabalhos sobre essa abordagem alertam a necessidade de estimular o ensino mais interativo, aberto à dialogicidade e que faça interlocução com situações (atividades) que tenham a potencialidade de engajar os estudantes a elaborarem explicações científicas que sobressaiam os discursos de autoridades de professores (MUNFORD e LIMA, 2007; SASSERON e DUSCHL, 2016).

Nesse sentido, assumimos que as atividades investigativas propiciam maneiras de estudar ciências de forma desestruturada do formato expositivo e faz vínculo com as práticas típicas da ciência. Dessa forma, colaboram na interação social entre estudantes e professor na busca por resolução de situações-problema cujo assunto é o próprio conteúdo escolar.

Alguns autores sinalizam que o desenvolvimento de práticas epistêmicas e científicas podem estimular a aproximação das culturas escolar e científica e, com isso, auxiliar estudantes a refletir sobre suas ações e tomadas de decisões para além do conteúdo escolar. Referenciais teóricos como Sasseron (2018) e Sasseron e Duschl (2016) discutem a importância da identificação de práticas típicas da cultura científica durante o desenvolvimento de atividades escolares.

Nos apoiamos em Sasseron (2018) que apresenta e caracteriza com riqueza de detalhes as práticas epistêmicas e científicas. As ideias expostas pela autora nos auxiliam numa maior compressão das especificidades de cada prática. A autora classifica como práticas epistêmicas: proposição de ideias (PE1), comunicação de ideias (PE2), avaliação de ideias (PE3) e legitimação de ideias (PE4). E como práticas científicas classificam-se: trabalho com novas informações (PC1), levantamento de teste e hipótese (PC2) e construção de explicações e elaborações de justificativas (PC3).

## Articulando educação formal a espaços de educação não formal: uma aproximação entre a cultura escolar e científica

O termo 'espaço de educação não formal' tem ganhado espaço em estudos e pesquisas recentes no campo da educação científica (COELHO; BREDA; BROTTO, 2016; MOTA; CANTARINO; COELHO, 2018; MARQUES; MARANDINO, 2018). Embora cientes de que os espaços de educação não formal não são uma extensão da escola e que não é compromisso desses espaços seguir padrões de ensino e/ou aprendizagem à qual estamos acostumados no contexto escolar, assumimos que a intencionalidade e o planejamento da visita podem flexibilizar a utilização desses espaços. Nesse sentido, estamos de acordo que:

[...] pode-se considerar um museu um espaço de ENF do ponto de vista 1 institucional, mas, sob o olhar do público, ele pode se configurar como educação formal (quando os alunos o visitam para uma atividade altamente estruturada pela escola), ou mesmo como educação informal (considerando um visitante que procura o museu para se divertir) (MARQUES; MARANDINO, 2018, p. 13).

A visitação a espaços de educação não formal articulada a propostas didáticas escolares permitem uma interatividade reflexiva dos visitantes, pois estes dialogam com o acervo relacionando e/ou questionando com seus saberes do passado e presente (NASCIMENTO e COSTA, 2002). Essa interatividade reflexiva é possibilitada por meio dos objetos à disposição (experimentos/brinquedos) e dos mediadores do local em interlocução com as atividades desenvolvidas na escola por intermédio da interação entre alunos e professores. Em tempos atuais, uma polarização permeia a sociedade de forma que 'cada cultura se mantém deliberadamente ignorante da outra resultando em uma perda cultural para a sociedade como um todo' (FERRACIOLI, 2011 p.75). Essa interatividade reflexiva pode promover um estreitamento entre a cultura científica e a cultura popular.

Seguindo essa perspectiva, podemos promover uma intervenção nos espaços de educação não formal que desenvolva 'a construção do conhecimento acontecendo não pela via da imposição, da obrigação em aprender, que é típica de uma educação antidemocrática, mas pelos caminhos do diálogo' (JANJACOMO, 2017 p. 35). A vista disso, concordamos que o professor se torna, também, um mediador nesses espaços, pois 'o ato de mediar implica na interação entre diferentes sujeitos ou entre diferentes objetos capazes de gerar informações a serem processadas' (JANJACOMO, 2017 p. 36).

## Delineamento metodológico

Assumimos esta pesquisa como sendo qualitativa e de natureza interventiva, na qual os dados foram produzidos no ambiente natural. Nesse tipo de pesquisa, Damiani et al (2013, p. 59) apontam que [...] 'a intenção é descrever detalhadamente os procedimentos realizados, avaliando-os e produzindo explicações plausíveis, sobre seus efeitos, fundamentadas nos dados e em teorias pertinentes' [...]. Para identificarmos as práticas epistêmicas e científicas no desenvolvimento das atividades pelos estudantes, utilizamos as categorias propostas por Sasseron (2018).

Os dados interpretados são decorrentes das interações discursivas (gravadas em áudio e vídeo) entre a professora mediadora da aula e os estudantes. Um diário de campo também foi construído para que elementos importantes do desenvolvimento da atividade pudessem ser descritos ao longo deste relato de pesquisa. Ocorrências de linguagem coloquial foram mantidas para garantir a autenticidade dos discursos. Por uma questão ética, solicitamos que os estudantes assinassem um Termo de Assentimento Livre e Esclarecido, nos autorizando a utilizar as gravações para fins didáticos e de pesquisa.

A aula foi realizada em um centro de ciências localizado na capital Vitória no estado do Espírito Santo chamado Praça da Ciência. A aula desenvolvida faz parte de uma Sequência de Ensino Investigativa (SEI) (CARVALHO, 2011), sobre o Princípio da conservação de energia mecânica.

Na Praça da Ciência a professora mediadora utilizou um equipamento/experimento/brinquedo chamado Plano inclinado disponível no acervo 2 do local. O Plano inclinado funciona como uma espécie de tirolesa, deste modo os estudantes precisam buscar os puxadores (laranja, azul e vermelho) no fim do cabo de aço e levá-lo até a posição inicial, que fica na região mais alta do brinquedo de piso azul. Ao soltarem os puxadores ou se pendurarem no brinquedo todos seguem para o mesmo ponto final. De acordo com as informações disponíveis na Praça da Ciência os puxadores possuem a mesma massa e alturas iniciais diferentes, a saber: laranja 3,06m, azul 2,76m e vermelho 2,10m.

Figura 1: Equipamento Plano inclinado utilizado na intervenção

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Fonte: Acervo dos autores.

A atividade foi conduzida pelas seguintes situações-problema:

Problema 1: No equipamento Plano inclinado ao puxar os três seguradores no ponto mais alto e soltá-los o que acontece? Eles chegam ao mesmo tempo? Por que isso acontece?

Problema 2: É possível estimar a velocidade com que cada dos seguradores chega ao ponto final da descida do plano? Como vocês estimariam a velocidade? Qual seria a velocidade final?

## Resultados e discussões

Os trechos das interações discursivas utilizadas para a construção das 3 evidências desse trabalho são apresentados com nomes fictícios.

## Problema 1

No trecho apresentado no Quadro 1, os estudantes apresentam ideias divergentes sobre a chegada de cada puxador. A maior parte do grupo concorda com Jaque de que o puxador laranja (situado mais alto) irá chegar primeiro, enquanto Afonso discorda levantando a hipótese de que todos chegarão ao mesmo tempo, mas não consegue se justificar. O colega Carlos tenta auxiliar o raciocínio de Afonso relembrando o grupo a teoria da queda dos corpos de Galileu Galilei, que não é aplicável nesse caso, mas Afonso mesmo sendo auxiliado pelo colega reconhece que a teoria de Galileu não justifica sua hipótese por se tratar de um caso particular de queda livre.

Quadro 1: Trecho das interações discursivas sobre o problema 1.

Identificamos nesse trecho as práticas PE1, PE2, PE3 e PC2, ou seja, proposição, comunicação, avaliação de ideias e levantamento de hipóteses, pois os estudantes refletem sobre a situação problema e formam suas próprias opiniões com as informações e conhecimentos que já trazem consigo. Além disso, propõem argumentos para justificar seus pensamentos e avaliam a coerência da discussão por meio das próprias interações a partir do momento que socializam suas ideias com os demais colegas.

No Quadro 2 apresentamos um trecho ainda sobre as divergências de ideias entre os estudantes com relação o que acontece ao soltar os puxadores, dessa vez o aluno Kelvin utiliza um argumento para explicar a hipótese comunicada, mas não justificada pela colega Jaque no trecho anterior.

Quadro 2: Trecho das interações discursivas sobre o problema 1.

Como mencionado essa aula faz parte de uma SEI, na fala 8 o aluno Kelvin se refere a uma atividade experimental desenvolvida em uma das aulas da SEI em que o grupo de estudantes conclui que a velocidade final de um objeto em queda irá depender da sua altura inicial. Identificamos nesse trecho a PE1, PE2 e PC3, pois Kelvin extrapola a problematização inicial e apresenta evidência empírica de aulas anteriores para relacionar com o assunto em questão a fim de explicar e justificar suas ideias. A fala 8 de Kelvin se caracteriza como prática PC3, mas poderia ser ampliada para a PE4 se a professora mediadora utilizasse a ideia apresentada para sinalizar a legitimação. Importante mencionar que após a fala de Kevin os estudantes testaram suas ideias soltando os puxadores sozinhos e com pessoas penduradas para comprovar o que tinha sido dito pelo grupo. Nesse momento identificamos a prática PC2, pois os alunos testam empiricamente o que discutiram.

## Problema 2

Inicialmente os estudantes ficaram em dúvida se o problema poderia ser resolvido utilizando dados como tempo gasto e distância ou se poderiam tentar resolver utilizando os conceitos de energia mecânica que ainda estavam em processo construção. No trecho a seguir, a professora medeia a discussão na expectativa de auxiliar os alunos no entendimento dos conceitos de energia potencial gravitacional e energia cinética.

Quadro 3: Trecho das interações discursivas sobre o problema 2.

Identificamos nesse trecho das interações as práticas PC1 e PC2, ou seja, o trabalho com novas informações e o levantamento de hipóteses. Os estudantes utilizam as ideias da discussão do problema anterior (relação entre velocidade e altura) bem como as aulas anteriores da SEI para compreender melhor o problema proposto e, com isso, levantam suas hipóteses para resolver o problema. Ao final da discussão os estudantes utilizaram trenas para medir a altura inicial de cada puxador e estimaram a velocidade final de cada um utilizando o princípio da conservação de

energia mecânica. Eles entregaram um relatório explicando verbalmente e matematicamente como resolveram o problema proposto, nesse sentido também identificamos o exercício da PC3, pois os estudantes construíram explicações e justificativas para as ideias discutidas em grupo.

## Algumas considerações

Analisando pequenos trechos da aula identificamos o desenvolvimento das práticas epistêmicas e científicas PE1, PE2, PE3, PC1, PC2 e PC3. A única prática não identificada, nos trechos apresentados, foi a PE4 (legitimação de ideias), entretanto reconhecemos que a atividade tem potencial para promovê-la pois em uma análise mais ampla (em mais trechos que não foram apresentados nesse texto) das interações discursivas identificamos o desenvolvimento desta prática. Nesse sentido, sinalizamos a importância da mediação para que a aula estimule os alunos para além da exposição de ideias, teste e explicações sendo possível a legitimação delas por meio dos próprios diálogos entre os estudantes e a mediação pedagógica do professor

Tais práticas foram identificadas pois conseguimos, nas interações discursivas, visualizar proposições, comunicações, avaliações de ideias, teste de hipóteses e elaboração de explicações. Por meio dessas evidências conseguimos enxergar atitudes que são esperadas em atividades de natureza investigativa. Consideramos também que as práticas epistêmicas e científicas não acontecem de forma separada e o desenvolvimento dessas além de ressignificar o ensino de ciências aproxima a cultura escolar e científica.

## Referências

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COELHO, G. R; BREDA, V. C; BROTTO, T. R. A. Atividades em um centro de ciências: motivos estabelecidos por educadores, suas concepções e articulações com a escola. Educação e Pesquisa - Revista da Faculdade de Educação da USP, v. 42, p. 525-538, 2016.

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