ANÁLISE DE COAUTORIA NA PESQUISA ACADÊMICA SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA NA FORMAÇÃO DE PROFESSORES DE FÍSICA NOS EPEF

## ANÁLISE DE COAUTORIA NA PESQUISA ACADÊMICA SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA NA FORMAÇÃO DE PROFESSORES DE FÍSICA NOS EPEF

## CO-AUTHORSHIP ANALYSIS OF ACADEMIC RESEARCH ON THE NATURE OF SCIENCE IN THE TRAINING OF PHYSICS TEACHERS AT EPEF

Jhonathan Facin de Moura 1 , Mirian Canoff Massoco 2 , Julia Martinello Willemann 3 , Rodrigo Guimarães Soares 4 , Gabriela Kaiana Ferreira 5

- 1 Universidade Federal de Santa Catarina/Física - Licenciatura, jhonathan.facin@gmail.com
- 2 Universidade Federal de Santa Catarina/Física - Licenciatura, mcanoff16@gmail.com
- 3 Universidade Federal de Santa Catarina/Física - Licenciatura, juliamartinello@gmail.com
- 4 Universidade Federal de Santa Catarina/Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, rodrigosoares.rgs@gmail.com

5 Universidade Federal de Santa Catarina/Departamento de Física, gabriela.kaiana@ufsc.br

## Resumo

Neste trabalho, procuramos verificar se há, nos Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF), grupos de autores conectados entre si pelas coautorias em publicações sobre Natureza da Ciência na formação de professores de Física. Coletamos, para nossa amostra geral, trabalhos apresentados no EPEF de 2002 a 2020, buscando no título palavras relacionadas com o tema Natureza da Ciência (n = 177). Montamos, então, nossa amostra específica, selecionando, a partir do resumo e do texto completo, os artigos que envolvessem Natureza da Ciência na formação de professores de física (n = 22). Traçamos a rede de coautorias a partir da amostra geral (253 autores) e procuramos identificar dentro dela os autores que possuíam textos presentes na amostra específica. Notamos que a rede obtida é desconexa. Analisamos os quatro maiores componentes conexos da rede e identificamos as instituições às quais os autores estavam vinculados à época da publicação dos seus respectivos artigos. Identificamos a necessidade de trabalhos que visualizem essas conexões dentro de um contexto maior que inclua os trabalhos do EPEF como um todo.

Palavras-chave : Natureza da Ciência; Formação de professores de Física; Análise de Redes Sociais; Rede de coautoria.

## Abstract

We sought to verify if there are, at Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF) events, groups of authors connected by their co-authorship in publications on the Nature of Science in physics teachers' training. For our general sample (n = 177), we assembled a collection of works presented at EPEF events. We included papers with Nature-of-Science-related terms in their titles. We read abstracts and full-texts. The papers discussing Nature of Science in physics teachers' training comprise our specific sample (n = 22). We drew the co-authorship network (253 authors),

highlighting all authors of papers included in the specific sample. We noticed the network is disconnected. Subsequently, we analyzed the four largest connected components in the network. We presented the academic institutions to which the authors were affiliated with at the time of publication. We identified the need for papers that look at these connections inside a larger context.

Keywords : Nature of Science; Physics teachers' training; Social Network Analysis; Co-authorship network.

## Introdução Teórica

A Análise de Redes Sociais (ARS) costuma trabalhar tanto com critérios quantitativos, com o uso de métricas que descrevam o comportamento da rede ou de seus componentes ou com análises de correlação entre variáveis associadas ao objeto estudado, quanto com critérios qualitativos, através de descrições etnográficas (BORGATTI; EVERETT; JOHNSON, 2013). Borgatti et al. (2009) descrevem diferentes estilos de publicações entre pesquisadores ligados às ciências físicas e às ciências sociais. Os autores argumentam que os primeiros costumam buscar miríades de propriedades nas redes e compará-las, por exemplo, à propriedades de redes aleatórias, enquanto os últimos costumam tentar entender como as diferentes propriedades (ou como diferentes relações internodais) de uma rede estudada contribuem para um resultado obtido a partir dessa rede (BORGATTI, et al., 2009).

Uma rede social pode ser comparada a uma rede cujos nós, ou vértices, representam pessoas e as arestas, ou ligações ( links ), podem representar qualquer relação que os conecte. Na sociologia, um nó é denominado ator, e uma ligação denominada elo ( tie ). Se, 'caminhando' sobre as arestas, for possível de qualquer vértice chegar a todos os outros, dizemos que a rede é conexa ou conectada. Senão, dizemos que é desconexa ou desconectada e chamamos cada 'pedaço' conexo de componente. Uma categoria particular de redes sociais são as redes de coautoria, nas quais os vértices representam acadêmicos e as arestas representam os trabalhos publicados. (NEWMAN, 2018)

Analisando redes de coautoria entre cientistas, Barabási et al. (2001) identificaram que, ano a ano, o número médio de conexões partindo de um autor aumentou, e que quanto mais conexões um nó (autor) existente tem, maior é a probabilidade de um novo nó (autor) ligar-se a ele. Em outras palavras, é mais provável que um novo autor colabore com outro autor que já tenha colaborado com várias outras pessoas, gerando um processo de conexão preferencial.

A escolha da ARS como referencial teórico para ponderar a produção de trabalhos ou artigos através da análise de redes de coautoria entre pesquisadores ajuda a compreender a dinâmica do fluxo de informação dentro da comunidade científica.

Da estrutura de uma rede social, podemos compreender também, por exemplo, o surgimento de vieses de grupo. Isso porque algumas redes sociais, possuem em suas relações internodais uma propriedade chamada 'homofilia' (também chamada de 'assortatividade'), que denota a chance de que nós similares estejam conectados. Redes desse tipo tendem a formar comunidades isoladas, nas quais estes ficam majoritariamente submetidos a notícias que reforçam suas crenças e opiniões, levando a percepções incorretas a nível de grupo. (LEE et al., 2017)

Nesse tipo de caso, as percepções dos indivíduos sobre o grupo baseiam-se num conjunto limitado de informações, fornecidos pelas suas respectivas bolhas, levando estes indivíduos a percepções incorretas sobre as propriedades como um todo. Outro tipo de viés associado à estrutura social de um grupo é o de ilusão de maioria ( majority illusion ), quando uma minoria de indivíduos com muita conectividade (como famosos e jornalistas) impacta na percepção da maioria (LEE et al., 2017). Na produção acadêmica, a existência de comunidades isoladas e vieses 'fortes' pode ser um problema.

É importante destacar nossa compreensão de ciência como uma prática inerentemente social e sujeita às preferências subjetivas dos cientistas. Em outras palavras, entendemos que a atividade científica estará sempre mediada por interpretações e valores dos cientistas, sejam esses valores cognitivos ou contextuais. O construto teórico construído por Helen Longino (1990) compreende essas subjetividades e o seu papel para a objetividade do conhecimento científico. Por um lado, percebe-se que em toda a prática científica, e não apenas nos momentos de escolhas teóricas, as preferências subjetivas dos cientistas possuem um papel ativo. Por outro lado, entende-se que é justamente a interação entre a comunidade científica que permite a negociação de valores subjetivos e que resguarda a objetividade do conhecimento construído. Sendo os cientistas seres humanos, o produto de suas atividades estará, naturalmente, saturado pelos seus vieses e contextos próprios. Segundo a filósofa, a objetividade que distingue o conhecimento científico é salvaguardada justamente pelo caráter social da sua prática, devido à crítica promovida em uma comunidade diversificada e igual em termos de autoridade intelectual (pelo menos idealmente). Dito isso, é preciso ressaltar que não apenas o objetivo deste trabalho não é a identificação de possíveis vieses dos pesquisadores da área, mas, compreendendo que a prática científica é intimamente associada à preferências subjetivas dos seus praticantes, esperamos, com a construção das redes de coautorias, vislumbrar possíveis indícios dos mecanismos de interação que evidenciam este caráter social da ciência: como os produtos da prática científica são construídos coletivamente? O que isso tem a dizer sobre a nossa área de pesquisa? Como se dá as interações críticas entre os pares?

Ademais, também é imprescindível indicar a diferença entre colaboração e coautoria. De fato, há uma vasta literatura 1 a respeito das nuances desta questão: não é trivial e imediata a definição e a distinção entre esses dois complexos mecanismos da interação dentro dos coletivos científicos e não é, de maneira alguma, nosso propósito demarcar este território. O fato é: colaboração e co-autoria não são sinônimos nem equivalentes. A prática científica é resultado de um complexo e heterogêneo processo coletivo. A criação de um artigo científico perpassa por um coletivo de pessoas, direta ou indiretamente. Uma coautoria pode estar relacionada a um processo formador e de orientação. Algum colaborador importante de um trabalho pode simplesmente não estar na lista de coautores. Existem muitas maneiras diferentes de colaborar com um trabalho científico, as colaborações podem ser: interindividuais, inter-institucionais, internacionais, entre outros. Katz e Martin (1997) mostram algumas dessas questões e ressaltam como as coautorias podem ser, no máximo, um indicador parcial ou imperfeito de colaborações entre cientistas. Ainda assim, acreditamos que a construção de redes de coautorias de trabalhos publicados no Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF) possui potencialidade para

evidenciar bons indicativos de como a área de pesquisa em ensino de física funciona, mesmo que existam alguns limites e reconhecendo que a prática como um todo seja um fenômeno muito mais complexo e permeado por muitas outras interações entre os pesquisadores.

Tendo em vista o contexto apresentado sobre prática científica e a potencialidade da ARS, neste trabalho temos como objetivo mapear e analisar a colaboração de pesquisa acadêmica (co-autoria) sobre a natureza da ciência (NdC) na formação de professores de física em trabalhos publicados a apresentados nos EPEF. A escolha da NdC como campo de pesquisa e análise se justifica tendo em vista a importância atribuída ao tema na Educação Científica, principalmente por possibilitar a construção de compreensões mais refinadas sobre atividades, objetivos e práticas científicas (FERREIRA; CUSTÓDIO, 2022).

## Metodologia

A pesquisa realizada neste trabalho faz parte de uma investigação mais abrangente com o objetivo de mapear e evidenciar tendências na produção do conhecimento sobre NdC e formação de professores de Física (WILLEMANN; FERREIRA, 2021), caracterizada como sendo do tipo 'estado do conhecimento' de caráter bibliográfico. 2

Nesta investigação definimos como contexto de análise os trabalhos publicados nos anais do EPEF no período de 2002 a 2020 3 . Os artigos foram selecionados de modo a levar em consideração a presença da discussão sobre a NdC na formação de professores de Física. Primeiramente, realizamos um levantamento em todas as áreas temáticas do evento, buscando nos títulos dos trabalhos termos como: história, filosofia, epistemologia, sociologia da ciência/física, NdC e seus correlatos. Os artigos selecionados nessa primeira análise formam a amostra geral da pesquisa, composta por 177 trabalhos. Em segundo lugar, verificamos de forma criteriosa os resumos dos trabalhos reunidos nesta amostra geral, considerando os critérios e objetivos estabelecidos nesta investigação, formando assim a amostra específica com 22 artigos 4 (Apêndice). Para a definição da amostra específica levamos em conta os critérios: menção às características relacionadas à história, filosofia, epistemologia, sociologia da ciência e à NdC na formação de professores de física no resumo e no trabalho completo, e, além disso, a realização de intervenção em contexto de formação de professores de física.

Para o mapeamento desejado, estes 22 trabalhos foram analisados em termos de conteúdo, utilizando a Análise de Conteúdo (BARDIN, 2011) a fim de caracterizar cada uma das investigações, e em termos das colaborações acadêmicas entre os pesquisadores nesse evento específico. Neste trabalho apresentamos a segunda análise com o objetivo de investigar como ocorre a colaboração entre os pesquisadores autores e coautores que compõem a amostra geral, materializada por coautorias nos trabalhos apresentados por eles. Partindo daí, procuramos também notar como estão distribuídas as relações de coautoria dentro da amostra específica.

Dessa parcela do trabalho, obtivemos a rede de colaboração (coautorias) entre os autores levantados.

## Exemplo de construção de uma rede social de coautorias

Para fins de exemplificação na obtenção de uma rede de coautorias, propomos o exemplo a seguir na qual temos nove autores hipotéticos que publicaram quatro artigos. Suponha, que o Artigo 1 foi publicado assinado pelo autor A; o Artigo 2, pelos autores B, C e D; o Artigo 3, pelos autores D e E; e o Artigo 4, pelos autores E, F, G, H e I. A partir destes dados de autoria, criamos a rede (grafo) de coautorias, representando cada autor com um nó e ligando aqueles que publicaram em conjunto (Figura 1). Se um artigo possui n autores, conectamos cada um destes autores a todos os seus n-1 coautores (naquele respectivo artigo) através de uma ligação no diagrama.

Figura 1 - Exemplo de construção de uma rede social de coautorias.

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## Resultados

A partir dos dados das publicações nos anais do EPEF, entre 2002 e 2020, organizamos redes de coautoria entre autores de trabalhos sobre a NdC na formação de professores de física. A Figura 2 representa a rede de colaboração entre 253 autores nos 177 trabalhos da amostra geral. Cada nó na rede representa um autor e cada ligação entre dois nós significa que eles são coautores em pelo menos um dos trabalhos da amostra geral. Nós coloridos em vermelho representam autores de ao menos um dos trabalhos selecionados para a amostra específica.

A rede obtida está fragmentada em múltiplos componentes. No entanto, lembramos que as ligações representam apenas trabalhos selecionados para a amostra geral. Assim, o fato de que a rede apresentada é desconexa, i.e. com mais de um componente, não significa que cada componente constitui uma espécie de 'bolha isolada', visto que é possível que dois autores estejam conectados por terem sido coautores de um trabalho em outra linha de pesquisa, em outro evento ou em outras publicações. Além disso, uma rede de coautorias desconexa não necessariamente é um problema, já que a coautoria, primeiro, é apenas um indicador de um processo mais complexo de colaboração científica e, segundo, existem ainda outras formas de interação entre acadêmicos para além da submissão de um trabalho em comum. A Figura 2 foi construída utilizando a biblioteca NetworkX para Python, apresentada por Hagberg, Schult e Swart (2008).

Figura 2 - Rede de coautoria dos trabalhos analisados.

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Destacamos os quatro maiores componentes da rede em número de autores, bem como as instituições às quais estavam vinculados à época da publicação de seus respectivos trabalhos analisados. Os recortes são apresentados na Figura 3.

Figura 3 - Recortes da rede de coautoria dos trabalhos analisados referentes ao: (a) Grupo 1; (b) Grupo 2; (c) Grupo 3; e (d) Grupo 4.

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- O Grupo 1 (Figura 3a) é o maior componente em número de autores. Os autores da amostra específica, em vermelho, nesse componente estão oito vinculados à USP (PPG Interunidades em Ensino de Ciências, e PPG em Educação), quatro ao CEFET-RJ (PPG em Ensino de Ciências e Matemática) e um à UERJ. Já entre as instituições dos autores da amostra geral, em azul, aparecem CEFET-RJ, Colégio Pedro II, UFABC, UEPB, UFSC, UNICAMP e USP.
- O Grupo 2 (Figura 3b) é o segundo componente em número de autores, embora tenhamos selecionado apenas um trabalho para nossa amostra específica. Ambos os coautores coloridos em vermelho estavam vinculados à UFPI à época do trabalho apresentado. Os demais, coloridos em azul, correspondem a autores vinculados às seguintes instituições: UFRN, UFSC, USP e University of Leeds.
- O Grupo 3 (Figura 3c), se considerássemos somente a amostra específica, constituiria o maior componente conexo de nossa rede, o que aponta um núcleo ativo e coeso de pesquisadores na produção de trabalhos relacionados à NdC na formação de professores de física. Dentre autores com trabalhos em nossa amostra específica temos nove vinculados à UNESP (PPG em Educação para a Ciência), um vinculado a UFRB e UNESP e dois vinculados ao IFSP. Dentre as instituições dos demais autores, figuram UEL, UFRB, UNESP, UNIDERP e UNIOESTE.
- O Grupo 4 (Figura 3d) possui autores ligados ao IFSC, à UEMS, e à UFSC, de onde é inclusive o autor colorido em vermelho, com trabalhos associados ao PPG em Educação Científica e Tecnológica.

## Considerações Finais

A rede obtida das amostras geral e específica é um resultado importante no mapeamento da produção de pesquisa em NdC na formação de professores de física. Não obstante, ainda há limitações no âmbito da pesquisa realizada. Os trabalhos considerados em nossas amostras constituem um pequeno grupo em uma coleção maior que é composta por todos os trabalhos apresentados no EPEF - que por sua vez é um evento dentro de um universo maior de eventos e periódicos voltados ao ensino de física. Em vista disso, futuros trabalhos que tenham em vista mapear a pesquisa em NdC no ensino de física podem vir a explorar dados que identifiquem a NdC num contexto mais amplo, buscando uma visão mais abrangente do processo de produção científica na área.

A construção de uma rede de coautorias dos trabalhos analisados (Figura 2) e os recortes em relação aos quatro grupos (Figura 3) nos parecem indicativos promissores para analisar relações e influências de colaboração em trabalhos apresentados e publicados em eventos acadêmico-científicos. Isso porque o EPEF é considerado um dos principais eventos da área de pesquisa em ensino de física, a nível nacional 5 , que contribui fortemente para a promoção e disseminação de discussão qualificada em torno dos resultados de pesquisas de grupos de pesquisadores em ensino de Física entre seus pares (DELIZOICOV, 2004). As atas publicadas registram a pluralidade de encaminhamentos de problemas que a área de ensino de física se propõe e se dedica a enfrentar, acompanhando o desenvolvimento de metodologias, envolvendo não apenas os conhecimentos das ciências físicas, mas também de outras áreas das ciências, a exemplo das ciências humanas e sociais.

Neste sentido, o EPEF, além de espaço de socialização e discussão, é também espaço de formação de pesquisadores e de futuros formadores de pesquisadores.

É possível observar que os trabalhos publicados apresentam uma relação de orientação entre os autores. Isto é, em uma mesma publicação, identificamos que um dos autores é (ou foi) orientador de pesquisa em um programa de formação, seja de graduação ou de pós-graduação, do outro autor. No caso da amostra específica, 16 trabalhos estão contidos nos recortes dos quatro grupos (Figura 3), tendo a contribuição de 28 autores. Desses 16 trabalhos, dez apresentam a relação orientador-orientando, sendo que em três destes a relação orientador-orientando não aconteceu no mesmo ano em que o artigo foi publicado no EPEF (verificado a partir das informações da plataforma lattes). Além disso, é possível observar que três desses dez trabalhos foram escritos entre três autores, em que um deles era o orientador dos demais (até mesmo em diferentes Programas de Pós-Graduação).

A partir de uma análise individual dos recortes da rede (Figura 3) é possível observar que os autores da amostra específica estão conectados ainda que haja um autor que só pertença à amostra geral entre eles. Além disso, quando analisamos a rede da amostra geral (Figura 2), nota-se que há menos conexões entre instituições distantes geograficamente. Essa 'limitação geográfica' pode se caracterizar como um empecilho para colaborações inter-regionais entre pesquisadores de uma instituição como a UFSC, por exemplo, compartilhar um mesmo projeto de pesquisa, com um pesquisador filiado a uma instituição distante geograficamente. Dessa maneira, a participação em eventos acadêmico-científicos, novamente, pode contribuir na superação desses limites, permitindo o compartilhamento de pesquisas científicas entre pesquisadores pertencentes a uma mesma comunidade, mas com práticas e valores diversos (LONGINO, 1990).

Por fim, com relação aos temas de pesquisa, consultando o conteúdo dos trabalhos 6 , nota-se que os 22 artigos guardam alguma similaridade em termos de natureza, objetivo e foco da pesquisa. A maioria (20) desenvolveu pesquisa do tipo qualitativa, com uso de questionários (13), e tinham como foco (15) a avaliação do conhecimento sobre a NdC, tendo sido desenvolvidos/aplicados em uma disciplina de um curso de formação inicial (16).

## Referências

BARABÁSI, Albert-Laszlo et al. Evolution of the social network of scientific collaborations. Physica A: Statistical mechanics and its applications , v. 311, n. 34, p. 590-614, 2002. http://dx.doi.org/10.1016/s0378-4371(02)00736-7.

BARDIN, L. Análise de Conteúdo . Edição revista e ampliada, São Paulo, Brasil: Edições 70, 2011.

BORGATTI, Stephen P.; MEHRA, Ajay; BRASS, Daniel J.; LABIANCA, Giuseppe. Network Analysis in the Social Sciences. Science , [S.L.], v. 323, n. 5916, p. 892-895, 13 fev. 2009. American Association for the Advancement of Science (AAAS). http://dx.doi.org/10.1126/science.1165821.

BORGATTI, Stephen P.; EVERETT, Martin G.; JOHNSON, Jeffrey C. Analyzing Social Networks. Londres: Sage Publications Ltd, 2013.

DELIZOICOV, Demétrio. Pesquisa em Ensino de Ciências como Ciências Humanas Aplicadas. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v.21, p. 145-175, ago. 2004.

FERREIRA, G.K.; CUSTÓDIO, J.F. Theoretical-Methodological Perspectives of the Debate about Nature of Science in Science Education: Contrasts and Approximations between the Consensus View and Renewed Tendencies. Revista ACTA SCIENTIAE , v.24, n.2, 2022, p. 118-149.

HAGBERG, Aric; SWART, Pieter; SCHULT, Daniel. Exploring network structure, dynamics, and function using NetworkX. Los Alamos National Lab.(LANL), Los Alamos, NM (United States), 2008.

KATZ, J. S.; MARTIN, B. R. What is research collaboration? Research policy , v. 26, p. 1-18, 1997.

LEE, Eun et al. Homophily explains perception biases in social networks. arXiv preprint arXiv:1710.08601 , 2017.

LONGINO, Helen E. Science as social knowledge : values and objectivity in scientific inquiry. Princeton: Princeton University Press, 1990.

NEWMAN, Mark. Networks. 2ª ed. Oxford: Oxford University Press, 2018.

WILLEMANN, J. M., FERREIRA, G. K. A natureza da ciência na formação de professores de física: artigos de pesquisa e intervenções didáticas. Anais do XIII Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Campina Grande: Realize Editora, 2021.

## Apêndice

Trabalhos selecionados para a amostra específica.