Ensinar e aprender sobre a natureza das ciências: propostas de intervenção em sala de aula

## Ensinar e aprender sobre a natureza das ciências: propostas de intervenção em sala de aula

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Helder de F. e Paula [helder100@uai.com.br] Orlando Gomes de Aguiar Jr. [orlando@fae.ufmg.br] b Ruth Schmitz de Castro [schmitz@almg.gov.br] c

a Professor convidado do CECIMIG-FAE -UFMG (Curso de Especialização em Ensino de Ciências) b Programa de pós-graduação da Faculdade de Educação da Universidade Federal de Minas Gerais c PUC-MG

## Resumo

Segundo Akerson, Abd-El-Khalick e Lederman (2000), a meta de ajudar os estudantes a desenvolver concepções adequadas da natureza da ciência tem sido compartilhada entre educadores, cientistas e organizadores de currículo há pelo menos 85 anos. Entretanto, diversas pesquisas têm demonstrado que a realização desse velho objetivo não tem sido alcançada e que a grande maioria dos alunos e até mesmo dos professores apresenta concepções ingênuas, distintas dos pontos de vista das epistemologias contemporâneas.

Neste trabalho iremos apresentar e justificar propostas de intervenção em sala de aula destinadas a promover, entre os estudantes, reflexões sobre a natureza da atividade científica e assim sofisticar seu conhecimento epistemológico e sua compreensão das ciências enquanto empreendimento cultural. Iremos situar cada atividade nos marcos de uma estrutura teórica que oferece elementos para a caracterização das ciências na educação básica (PAULA, 2004).

As atividades serão justificadas considerando suas contribuições para o desenvolvimento de capacidades metacognitivas e de argumentação, objetivos de um currículo de ciências que aponta para o desenvolvimento da autonomia moral e intelectual dos estudantes. Esses recursos didáticos fazem parte de um projeto de pesquisa e encontram-se inseridas em uma concepção de currículo e educação em ciências materializada na coleção "Construindo com ciências". Essa coleção de livros didáticos para as quatro últimas séries do ensino fundamental é de autoria do grupo APEC, do qual os autores deste trabalho fazem parte.

## PALAVRAS-CHAVE: Natureza das ciências, Didática das Ciências, Currículo das Ciências

## Introdução

Leach e Lews (2002) citam diversos estudos que indicam algumas características comuns ao conhecimento epistemológico ingênuo dos estudantes que podem interferir decisivamente em sua capacidade de compreender as idéias das ciências:

- 1. muitos estudantes tendem a atribuir um peso excessivo aos dados empíricos quando analisam o modo como as disputas entre teorias científicas são resolvidas ou o modo como os pontos de vista das ciências são justificados;
- 2. os estudantes parecem assumir uma simples correspondência entre entidades que pertencem a uma explicação científica e objetos ou eventos no mundo material (eles são realistas ingênuos) e isso os impede de reconhecer que, em muitos casos, as explicações e proposições elaboradas nas ciências são povoadas por entidades teóricas.

Mas, como superar esse quadro? Que mudanças devem ser instituídas na ciência escolar para que ela venha a se tornar um instrumento para a compreensão da atividade científica?

O primeiro passo para compreender melhor a complexidade e as implicações desse problema consiste em reconhecer que a ciência escolar constitui um corpo de conhecimento que busca representar a atividade científica, em alguma medida, mas não se confunde com ela. O segundo passo implica em compreender que a atividade científica constitui um empreendimento cultural e social altamente complexo e pode ser caracterizado, tanto por seus múltiplos produtos materiais e intelectuais, quanto pela diversidade de seus processos.

Por essa razão, o problema que a compreensão da atividade científica na educação básica nos coloca, diz respeito às escolhas didáticas, ideológicas e epistemológicas mediante as quais as ciências são representadas. Tais escolhas podem, ou não, contribuir para que a ciência escolar se torne um instrumento para promover a compreensão da atividade científica.

## Descrição do trabalho

O ensino de ciências naturais no Brasil tem estado centrado no compromisso de promover o acesso dos estudantes a um determinado conjunto de conceitos, modelos e teorias geradas no interior das ciências. Esse foco pode ser caracterizado como um foco no ensino de produtos do conhecimento científico. Sem desmerecer a importância dessa dimensão do ensino, acreditamos que o foco exclusivo sobre ela impõe uma grave restrição às contribuições da educação em ciências . 1

- O trabalho de Millar (1996) nos ajuda a vislumbrar outras dimensões do ensino para além dos produtos do conhecimento científico. Ele destaca e caracteriza três aspectos de uma compreensão de ciências que devem ser simultaneamente priorizadas pelos currículos:
- 1º- A compreensão do conteúdo científico (ou conhecimento científico substantivo);
- 2º- A compreensão dos métodos de investigação usados em ciência;
- 3º- A compreensão da ciência como um empreendimento social.

Outra maneira de nos referirmos aos aspectos mencionados por Millar é mediante a tríade aprender ciências , aprender a fazer ciências e aprender sobre ciências (HODSON, 1988). A correspondência entre essas três dimensões do ensino-aprendizagem e os três aspectos destacados por Millar não é exata. Aprender sobre ciências envolve a compreensão tanto dos métodos de investigação, quanto das dinâmicas sociais que caracterizam as ciências como um empreendimento cultural e social. Por outro lado, aprender a fazer ciências transcende o nível da compreensão, pois envolve aspectos de natureza tácita.

Promover o aprender ciências implica em viabilizar o acesso dos estudantes a conceitos, modelos e teorias fundamentais, historicamente desenvolvidos pelas ciências naturais. Este desafio está intrinsecamente ligado à realização dos dois outros tipos de aprendizagem mencionados, na medida em que não há como sofisticar a compreensão dos estudantes sobre as ciências sem contribuir para que eles compreendam o conteúdo das idéias das ciências.

Aprender ciências e aprender sobre ciências são dois conteúdos indissociáveis e complementares, embora sejam irredutíveis um ao outro. Assim, quando dizemos que a educação básica tradicionalmente focaliza seus esforços apenas no ensino de produtos do conhecimento científico, não estamos querendo dizer que ela não promove uma aprendizagem 'sobre as ciências' e uma certa compreensão do que seja 'fazer ciências'. Contudo, ao focalizar apenas uma dimensão da e ducação em

ciências, a escola desloca as outras dimensões para uma espécie de 'currículo oculto', que não é objeto do planejamento pedagógico. As referências explícitas às características da atividade científica tornamse escassas ou desarticuladas, e costumam veicular uma visão pobre, distorcida e mistificadora das ciências. Deste modo, o ensino focado apenas nos produtos das ciências inibe diversas contribuições potenciais da educação escolar para a formação de sujeitos críticos e capazes de exercer alguma autonomia intelectual.

Para promover reflexões sobre a natureza das ciências é importante conceber objetivos de ensino aprendizagem que delimitem quais são os aspectos da natureza das ciências a serem contemplados e que compreensão se pretende alcançar e m relação a eles. Em uma pesquisa que conduziu a uma tese de doutorado, Paula (2004) propôs um conjunto de imagens acerca da natureza das ciências comprometidas com o conhecimento atual gerado pela epistemologia e sociologia das ciências e com uma educação escolar que tem como meta contribuir para o desenvolvimento da autonomia moral e intelectual dos estudantes. Os aspectos da natureza das ciências contemplados nesse conjunto de imagens encontram-se representados no diagrama abaixo.

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Por si só a referência a esses aspectos não configura nenhuma posição epistemológica específica, mas um mapa com características centrais e definidoras da atividade científica que nos leva a lugares e a imagens muito diferentes das ciências, dependendo do modo como concebemos cada um dos elementos que compõem o mapa. Assim, por exemplo, poderíamos percorrer esse mapa utilizando o positivismo lógico do círculo de Viena como referência para discorrer sobre cada um dos aspectos que ele define. Devido à exigüidade do espaço disponível neste artigo restringiremos nossa análise ao aspecto identificado pelo retângulo que afirma que as ciências pressupõem imaginação e modelização.

Do ponto de vista do positivismo lógico, a imaginação e a modelização têm lugar nas ciências apenas no que se convencionou chamar de 'contexto da descoberta', perdendo seu valor no 'contexto da justificação'. Tal ponto de vista entra em confronto com aquele defendido por Paula (2004) e que define as metas de sofisticação do conhecimento e do raciocínio epistemológico nas atividades que temos concebido e utilizado em sala de aula.

Ao contrário do que muitos professores podem imaginar, não é tão difícil convencer os estudantes de que o uso da imaginação é regra e não exceção nas ciências e de que é totalmente equivocado tentar restringir seu papel ao 'contexto da descoberta', afastando-o do 'contexto da justificação' que na ideologia positivista permitiria distinguir as ciências das 'pseudociências'. As atividades e os dados de pesquisa que iremos apresentar e analisar na comunicação oral que este artigo anuncia se propõem a reunir evidências nesse sentido, bem como a caracterizar outros aspectos delineados no mapa de aspectos constitutivos das ciências que contribuíram efetivamente para sofisticar o conhecimento e o raciocínio epistemológico dos estudantes que nós pesquisamos.

## Considerações finais

Segundo Leach e Ryder (2003), poucos materiais estão disponíveis para o tratamento de questões epistemológicas sobre a natureza e o status do conhecimento científico. O material concebido com a contribuição de Leach e Ryder (ibidem), de que tomamos conhecimento há pouco tempo, adota diretrizes que possuem alguma similaridade com os materiais que nós temos concebido.

Em linhas gerais, tanto para nós, quanto para esses autores, a modelização, a dialogicidade e a metacognição são as diretrizes básicas para que o conhecimento sobre as ciências transforme-se em meta curricular da educação básica. Com elas, acreditamos ser possível promover a cultura científica em sala de aula, de modo a constituir valores cognitivos ou compromissos epistemológicos que desempenhem o papel de diretrizes para sofisticar o conhecimento dos estudantes sobre os fenômenos naturais e sobre os meios através dos quais nós os investigamos.

- O ambiente de aprendizagem deve contribuir para o desenvolvimento das capacidades metacognitivas, pois é através delas que o estudante torna-se capaz de refletir, não apenas sobre o próprio processo de aprendizagem e construção do conhecimento, como também sobre os processos mediante os quais as ciências constroem conhecimento acerca do mundo natural. Supomos que o inverso também seja verdadeiro, isto é, acreditamos que promover reflexões sobre a natureza das ciências e da atividade científica também contribua para o desenvolvimento de capacidades metacognitivas.

Essa suposição sugere que considerar o conteúdo epistemológico como meta curricular pode trazer conseqüências importantes para o funcionamento cognitivo dos estudantes. A cultura científica assim adquirida e novos compromissos epistemológicos ligados à preocupação com o rigor do pensamento, com a necessidade de consistência e coerência ou com a capacidade de justificar pontos de vista por meio de evidências e argumentos pode também interferir diretamente na prática social dos sujeitos.

## Referências bibliográficas:

AKERSON, V. L.; ABD-EL-KHALICK, F.; LEDERMAN, N. G. - Influence of a reflective Explicit ActivityBased Approach on Elementary Teachers' Conceptions of Nature of Science - In: Journal of Research in Science Teaching, vol.37, nº 4, pp.295-317; 2000.

CHALMERS, A. - O que é ciência afinal?- Ed. Brasiliense, São Paulo, SP; 1994.

HODSON, D. - Toward a Philosophically more Valid Science Curriculum - Science Education, 72 (1); 1988.

LEACH, J.; LEWS J. - The Role of Student's Epistemological Knowledge in the Process of Conceptual Change in Science - In: LIMON, M.; MASON, L. (Eds), Reconsidering Conceptual Change: Issues in Theory and Practice, 201-216- Kluwer Academic Publishers. Netherlands; 2002.

LEACH, J.; RYDER, J. - Designing and Evaluating Short Teaching Interventions About the Epistemology of Science in High School Classrooms - Wiley Periodicals, Inc. Sci Ed 87:831-848, 2003; Published online in Wiley InterScience (www.interscience. wiley.com).

MILLAR, R. - Science Curriculum for all. School Science Review, Vol. 77, 1996.

NASCIMENTO JÚNIOR, A. F. - Fragmentos da construção histórica do pensamento neo-empirista - Revista Ciência e Educação, Vol.5, nº1, 1998.

PAULA, Helder de F. - A ciência escolar como instrumento para a compreensão da atividade científica - Tese de doutorado, Faculdade de Educação da UFMG, 2004.