A DIMENSÃO MATERIAL-DIALÓGICA DA ARGUMENTAÇÃO ‎CIENTÍFICA: EXEMPLOS DE UMA ‎AULA SOBRE LUZ E SOMBRA

## A DIMENSÃO MATERIAL-DIALÓGICA DA ARGUMENTAÇÃO CIENTÍFICA: EXEMPLOS DE UMA AULA SOBRE LUZ E SOMBRA

## THE MATERIAL-DIALOGIC DIMENSION OF SCIENTIFIC ARGUMENTATION: EXAMPLES FROM A LESSON ABOUT LIGHT AND SHADOW

## Leonardo Lago 1

1 Universidade de Cambridge, Faculdade de Educação, lago@alumni.usp.br

## Resumo

O trabalho apresenta dados empíricos para discutir como as dimensões material e dialógica da argumentação científica aparece nas interações discursivas em aulas de ciências. Quando se analisa a argumentação em sala de aula, muita atenção é dada às interações discursivas, considerando, por exemplo, proposições, evidências e raciocínio. Contudo, uma razoável extensão do pensamento científico é dada pela matemática e/ou artefatos materiais, principalmente quando este envolve experimentação. A partir de uma abordagem material-dialógica para o Ensino de Ciências, demonstra-se como estudantes empregam a materialidade dos artefatos experimentais para desenvolverem raciocínios e produzirem explicações enquanto dialogam em grupo em uma aula sobre luz e sombra. Os dados destacam diversos momentos em que os alunos se apoiaram na observação e manipulação dos materiais para obter conclusões, ao mesmo tempo em que faltavam palavras para expressão de seus pensamentos. A conclusão é que os artefatos da prática científica e o seu manuseio guardam em si parte da argumentação e do pensamento científico que ficam 'reduzidos' se considerado somente a dimensão discursiva.

Palavras-chave : Ensino de Ciências; Materialidade; Ensino dialógico; Argumentação.

## Abstract

This work presents empirical data to discuss how the material and dialogic dimensions of scientific argumentation appear in discursive interactions in science lessons. When analyzing argumentation in the classroom, much attention is given to discursive interactions, considering propositions, evidence and reasoning. However, a fair amount of scientific thinking is done through mathematics or material artefacts, especially when it involves experimentation. From a material-dialogical approach to science teaching, it is shown how students use the materiality of experimental artefacts to develop reasoning and produce explanations while they are arranged in groups and talking together on the topic of light and shadow. Data highlight several moments in which students relied on observation and manipulation of the materials to draw conclusions when words lacked to express their thoughts. The conclusion is that to some extent the artefacts of scientific practice embodies both argumentation and scientific thinking that are 'reduced' if only the discursive dimension is considered.

Keywords : Science teaching; Materiality; Dialogic teaching; Argumentation.

## Interações discursivas no Ensino de Ciências

Por muitos anos, o ensino tradicional de Ciências reforçou definições literais e relações algébricas (HODSON, 2009). No entanto, pesquisas mais recentes têm se concentrado no papel da linguagem e das interações discursivas no aprendizado de Ciências, muitas vezes sob os termos guarda-chuva como diálogo de sala de aula ou argumentação (SCHWARZ; BAKER, 2016). Pesquisadores dentro dessa tradição propõem que aprender Ciências seria como aprender uma nova língua ou discurso; por isso, os professores deveriam orientar os alunos sobre o papel da linguagem no aprendizado e dar-lhes oportunidades para diálogos prolongadas durante as aulas (DRIVER et al., 1994; LEMKE, 1990; SUTTON, 1998). Esses momentos dialógicos seriam essenciais para que os alunos usem as palavras da Ciência, pensem sobre seus significados e relações e desenvolvam raciocínios dentro dos padrões da Ciência (WELLINGTON; OSBORNE, 2001).

De uma perspectiva mais ampla, defende-se também o aprender Ciência como um processo de socialização ou enculturação, no qual a Ciência escolar é vista como uma cultura com práticas discursivas distintas que os alunos devem apropriarse os alunos aprendem a participar de uma comunidade (DRIVER et al. 1994). Assim, fazer Ciência escolar por meio do 'falar Ciências' compõe um conjunto de ações cognitivo-discursivas relacionadas à investigação científica (LEMKE, 1990).

Quando as interações discursivas são analisadas dentro de uma perspectiva argumentativa para a construção do conhecimento, os enunciados dos participantes são usualmente considerados sob as regras formais da lógica (JIMENEZALEIXANDRE; RODRIGUEZ; DUSCHL, 2000). Assim, argumentação é tida como um tipo de discurso que enuncia a "coordenação de evidências e teoria para apoiar ou refutar uma conclusão explicativa, modelo ou previsão' (OSBORNE; ERDURAN; SIMON, 2004, p. 995). É, portanto, uma ação cognitiva-discursiva de construção e avaliação de proposições por comparação e contraste entre teoria e evidencias (ERDURAN; OZDEM; PARK, 2015; OSBORNE; ERDURAN; SIMON, 2004). Dentro dessa premissa, a reflexão que move esse trabalho é sobre o papel da materialidade dos artefatos da prática científica dentro da argumentação.

## Materialidade no Ensino de Ciências

A questão da materialidade dentro da prática científica já foi considerada por epistemólogos da Ciência, principalmente quando são considerados os instrumentos de medida. Por exemplo, Latour argumenta que esses dispositivos são produtores de representações externas utilizados para comunicação (MILNE, 2018). Do mesmo modo, Feyerabend (2011) discute como observação e teoria são fundamentalmente embebidas uma na outra na utilização dos instrumentos de medida. Ele ilustra este ponto pelo uso da luneta por Galileu e como teorizava diferentemente as observações terrestres e celestiais.

O ponto relevante levantado por essas perspectivas é o reconhecimento que artefatos materiais, ambivalentemente, permitem e restringem o que é possível pensar e argumentar (OTREL-CASS; COWIE, 2018). Eles carregam as intenções e normas de cognição e fazem parte da agência humana em uma atividade (MIETTINEN, 2013). Como resultado, as argumentações sobre o mundo natural são mediadas pela forma que em materiais e instrumentos são utilizados.

O fato é que trabalho experimental desempenha um papel importante nas aulas de Ciências (DUIT et al., 2011). Contudo, existe uma lacuna na literatura em se entender como os artefatos materiais deste trabalho prático apoiam e influenciam a argumentação colaborativa (ROEHL, 2012). Em geral, as investigações recaem nas análises discursivas ou na produção escrita dos alunos. O objetivo deste trabalho é contribuir para entender esse fenômeno material-dialógico em sala de aula.

## Metodologia: dados e métodos

O episódio analisado neste trabalho foi extraído de aulas gravadas em uma escola pública municipal do sul de Minas Gerais no contexto de um programa de formação de professores para a promoção do diálogo de sala de aula. A escola foi selecionada por convite da Secretaria de Educação do município e atende alunos de um baixo nível socioeconômico em uma região não central da cidade. Do total de 60 alunos (10-11 anos, 30 do sexo feminino) matriculados nas três turmas (5º ano); 55 deram sua própria permissão e de seus pais para participarem da pesquisa.

Na atividade em questão, os alunos foram reunidos em pequenos grupos de quatro integrantes para a discussão de dez talking points ['pontos falantes' em uma tradução literal] (Dawes, 2012); conjunto de afirmações que não são necessariamente corretas sobre as quais os alunos devem decidir coletivamente se cada ponto é verdadeiro, falso ou duvidoso (se depende de alguns fatores). Ou seja, cada grupo recebeu uma folha com dez afirmações sobre luz e sombra e materiais para experimentação (lanterna, pedaços de papel de formas, cores e tamanhos diferentes). Por exemplo, eles analisaram afirmações como 'A luz pode ser feita produzida somente a partir da eletricidade', 'As sombras têm sempre a mesma forma do objeto que a produz' ou 'Você pode obter sombra colorida'. Apesar de abranger conteúdo científico, o objetivo não foi construir tal conhecimento, mas discutir possíveis respostas com base em evidências ou exemplos concretos.

Para a gravação dos diálogos em grupo, cada integrante recebeu um gravador digital com microfone de lapela. Os áudios foram transcritos em formato verbatim e analisados de maneira qualitativa. Neste trabalho, apresentamos a transcrição de um dos grupos enquanto os alunos argumentavam sobre as afirmações e manipulavam os materiais fornecidos. O pesquisador, como observador participante, permaneceu ao lado do grupo anotando como os alunos manipulavam o material experimental.

## Análise do discurso sociocultural

O método empregado para investigar o diálogo em grupo foi a análise do discurso sociocultural (MERCER, 2004), que consiste no exame integral e minucioso dos episódios transcritos. Esse método permite que se busque formas inteiras de interações, encontrem padrões de ocorrência e avaliem seus benefícios em relação a objetivos específicos. No caso, o objetivo é compreender o papel que os materiais de experimentação têm na argumentação.

Um dos pontos fortes da análise do discurso sociocultural é sua perspectiva qualitativa e integral em oposição à codificação sistemática dos turnos de fala a partir de categorias pré-estabelecidas. Como o fluxo do diálogo é mantido intacto ao longo da análise e não quebrado em unidades menores, pode-se fazer um exame mais detalhado dos processos de construção do conhecimento (MERCER, 2004). Assim,

apresenta-se o contexto social das interações e faz-se comentários longos sobre o conteúdo, forma e função fenômeno discursivo.

## Resultados e discussão

No episódio transcrito (Quadro 1) é possível acompanhar como os alunos em grupo manipulam os materias fornecidos para a produção de sombras enquanto vão dialogando/argumentando uns com os outros. É evidente como os materiais permitem a produção de argumentos e evidências que seriam impossíveis sem eles os alunos inclinam os cartões, aproximando-os e afastando-os da lanterna e da mesa. A fala é espontânea e a interação dinâmica, em muitos casos complementada por indicações do que está ocorrendo com os materiais. Carvalho e outros já apontaram descrição semelhante com crianças de mesma idade trabalhando de modo similar (CARVALHO, 2011; GONÇALVES; CARVALHO, 1995).

Contudo, as autoras dos últimos trabalhos investem em uma análise a partir de uma perspectiva construtivista abordando a estruturação da linguagem oral com o desenvolvimento das ações das crianças. De maneira diferente, em nosso recorte, a unidade de análise será a construção do argumento a partir da materialidade. Para isso, destacamos em negrito os enunciados que são apoiados na observação dos efeitos da manipulação dos materiais. Numericamente, temos que cerca de 35% dos enunciados (13/37) usam os materiais para serem construídos; sendo que alguns não são somente uma mera questão de fazer referência aos materiais.

Nas linhas 4 e 5, os alunos descrevem os efeitos da manipulação dos cartões e lanterna, o reconhecimento da existência de partes mais claras nas sombras e da relação da intensidade da penumbra com a distância da lanterna. A seguir, na linha 6, o aluno não coloca a argumentação em palavras, mas apenas indica o efeito dizendo 'olha...'. No turno seguinte, o integrante mostra que entendeu o enunciado ao comentar 'Ah não... está certo mesmo...'. O dado interessante a ser aqui destacado é que o significado científico da interação, i.e., a construção do argumento pela coordenação de evidências, não foi feito por meio do discurso ou da linguagem.

Na segunda parte do episódio os alunos discutem se as sombras podem mudar de formato (linha 11). Enquanto os alunos não manipulam o material fornecido, eles elaboram a questão a partir de referências cotidianas como a sombra deles poder virar a de um cachorro ou desaparecer com a passagem de um caminhão (linhas 15 e 16). Apesar de parecerem absurdas ou fora de contexto, eles estão em um processo de significar o problema proposto. Os alunos entram em uma abordagem científica mais precisa a partir do manuseio do material (linha 19), em que o aluno parece então entender o problema, mas não consegue colocá-lo em palavras.

A partir de então os alunos passam em uma intensa experimentação para a produção de argumentos. Por exemplo, um aluno mostra que ao segurar um lápis se obtém somente a sombra na forma do lápis (linha 21) e outro mostra que ao segurar um quadrado de papel nunca conseguirá obter uma 'bola' (linhas 23 e 27). Contudo, um aluno consegue avançar na elaboração do problema ao demonstrar ser possível obter uma sombra retangular a partir de um objeto quadrado (linha 28). Novamente, o argumento é feito sem o uso do discurso, visto que os alunos nunca expressam verbalmente que inclinando um objeto em relação à fonte de luz é possível variar a forma de sua sombra e obter uma forma diferente da forma original do objeto. Apesar da falta da expressão verbal, aparentemente todos os integrantes compartilham este

significado visto que as interações a seguir são descrições de como a sombra dos objetos variam quando são girados em relação à fonte de luz (linhas 31 a 36).

## Quadro 1: Episódio discursivo

- O episódio ilustra como alunos organizados em grupo interagem, tanto entre si quando com o material para a produção de enunciados argumentativos sobre o fenômeno da luz e sombra. O ponto de destaque é que a argumentação nem sempre envolve aspectos somente discursivos, construídos pela linguagem verbal, mas incluem a dimensão da materialidade.
- O trabalho de Hetherington e Wegerif (2018) contribui com aspectos teóricos e filosóficos para a questão da materialidade. Eles propõem uma abordagem materialdialógica para a pedagogia a partir do realismo agencial de Barad (2007), que coloca que matéria e significado são produzidos por meio de um mesmo processo materialdiscursivo. Isto é, o material e o discursivo são imbricados e em constante interação. Como resultado um fenômeno é sempre enquadrado em relação a essa interação entre matéria e discurso. Essa filosofia, em certa medida, fundamenta a perspectiva empírica que trazemos neste trabalho; que o pensamento e argumentação científica são constitutivos de uma dimensão material advindo dos artefatos da atividade.

## Conclusão

Os resultados empíricos gerados a partir da análise de um episódio dialógico gravado durante um trabalho em grupo em aulas de Ciências permitiram corroborar a tese de uma dimensão material-dialógica da argumentação científica. Os dados foram a identificação de enunciados que continham uma coordenação de teoria e evidência sem passar pela expressão verbal-oral. De maneira geral, os materias fornecidos para a experimentação foram relevantes em dois aspectos: i) formatar o problema para os alunos dentro do contexto científico mais preciso, e ii) fornecer argumento, evidência e significado que não estariam facilmente disponíveis no momento para os alunos por meio da linguagem.

## Referências

BARAD, K. Meeting the Universe Halfway: Quantum Physics and the Entanglement of Matter and Meaning. Durham: Duke University Press, 2007

CARVALHO, A. M. P. Ensino e aprendizagem de Ciências: referenciais teóricos e dados empíricos das sequências investigativas. In: LONGHINI, M. D (Org.). O uno e o diverso na educação . Uberlândia: EDUFU, 2011

DRIVER, R. et al. Constructing scientific knowledge in the classroom. Educational researcher . v. 23. n. 7. p 5-12. 1994. doi: 10.3102/0013189X023007005

DUIT, R. et al. Teaching Physics. In: DUIT, R. et al. Handbook of Research on Science Education , Volume II. Routledge, 2011

ERDURAN, S.; OZDEM, Y.; PARK, J.-Y. Research Trends on Argumentation in Science Education: A Journal Content Analysis from 1998-2014. International Journal of STEM Education . v. 2. n. 1. 2015. doi: 10.1186/s40594-015-0020-1

FEYERABEND, P. Contra o método . São Paulo: Editora Unesp, 2011

GONÇALVES, M. E. R.; CARVALHO, A. M. P. As atividades de conhecimento físico: um exemplo relativo à sombra. Cad. Cat. Ens. Fis. v. 12. n. 1. p 7-16. 1995.

HETHERINGTON, L.; WEGERIF, R. Developing a Material-Dialogic Approach to Pedagogy to Guide Science Teacher Education. Journal of Education for Teaching . v. 44. n. 1. p 27-43. 2018. doi: 10.1080/02607476.2018.1422611

HODSON, D. Teaching and Learning about Science: Language, Theories, Methods, History, Traditions and Values . Rotterdam: Sense Publishers, 2009

JIMENEZ-ALEIXANDRE, M. P.; RODRIGUEZ, A. B.; DUSCHL, R. A. Doing the Lesson" or 'Doing Science': Argument in High School Genetics. Science Education . v. 84. n. 6. p 757. 2000.

LEMKE, J. L. Talking Science: Language, Learning, and Values . Norwood: Ablex Publishing, 1990

MIETTINEN, R. Artifact Mediation in Dewey and in Cultural-Historical Activity Theory. Mind, Culture, and Activity . v. 8. n. 4. p 297-308. 2013.

MILNE, C. The Materiality of Scientific Instruments and Why It Might Matter to Science Education. In: MILNE, C.; SCANTLEBURY, K. (Eds.). Material Practice and Materiality: Too Long Ignored in Science Education . New York: Springer, 2018

OSBORNE, J.; ERDURAN, S.; SIMON, S. Enhancing the Quality of Argumentation in School Science. Journal of Research in Science Teaching . v. 41. n. 10. p 9941020. 2004. doi: 10.1002/tea.20035

OTREL-CASS, K.; COWIE, B. The Materiality of Materials and Artefacts Used in Science Classrooms. In: MILNE, C.; SCANTLEBURY, K. (Eds.). Material Practice and Materiality: Too Long Ignored in Science Education . New York: Springer, 2018

ROEHL, T. Disassembling the Classroom - an Ethnographic Approach to the Materiality of Education. Ethnography and Education . v. 7. n. 1. p 109-126. 2012.

SCHWARZ, B.; BAKER, M. Dialogue, Argumentation and Education: History, Theory and Practice . Cambridge: Cambridge University Press, 2016

SUTTON, C. New perspectives on language in science. In: FRASER, B. F.; TOBIN, K. G. (Eds.). International Handbook of Science Education (Part One). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998

WELLINGTON, J.; OSBORNE, J. Language and literacy in science education . Buckingham: Open University Press, 2001