Elementos para uma formação epistemológica de professores de física

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## ELEMENTOS PARA UMA FORMAÇÃO EPISTEMOLÓGICA DE PROFESSORES DE FÍSICA

Ivanilda Higa [e-mail (ivanilda@ufpr.br)] a Yassuko Hosoume [e-mail (yhosoume@if.usp.br)] b a (Setor de Educação/UFPR e FE/USP) b (IF/USP)

## Resumo

A investigação acerca dos conhecimentos de cunho epistemológico de docentes de física tem destacado, em geral, elementos ainda condizentes com a posição empírico/indutivista da ciência. Poucos resultados mostram idéias mais adequadas a respeito desse tema. Nesse sentido, este trabalho apresenta parte de uma pesquisa que busca levantar os elementos que constituiriam uma representação mais adequada de ciência, buscando no processo da formação dos docentes os elementos que teriam favorecido a construção de tais idéias. Foram utilizados questionários de respostas dissertativas, com professores já com alguma iniciação em história e filosofia da ciência. As respostas levaram à organização de suas idéias em torno de quatro categorias: Experimento e teoria, Teoria e mudança, Física e cultura e Modelo e realidade. Os resultados mostram posições mais condizentes com a moderna filosofia da ciência, o que abre espaço para uma investigação mais específica acerca da constituição de tais idéias, na formação desses docentes.

Palavras chaves: formação de professores, natureza da ciência.

## Introdução

A investigação sobre os conhecimentos de professores acerca da natureza da ciência é um tema já bastante discutido na área (Zimmermann, 1997; Porlán et all, 1998; Harres, 1999; Higa e Hosoume, 2004). As pesquisas destacam, de um modo geral, elementos ou características não compatíveis com as visões atuais de ciência (Kuhn, Bachelard, Popper e outros), como aqueles de caráter indutivista e/ou positivista. Poucos são os resultados que mostram uma formação adequada dos professores de física em relação à compreensão do que é e como se faz ciência. Por outro lado, têm-se defendido a importância de que os cursos de licenciatura em física venham a contemplar estudos acerca da epistemologia da ciência, já na formação inicial (Villani, 1986, Zanetic, 1989) pois entende-se que tais concepções exercem influências nas ações que tomam os docentes em seu fazer cotidiano (Thomaz et all, 1996).

Nesse sentido, essa pesquisa busca compreender os elementos que constituem uma representação de uma compreensão adequada de ciência (em especial a ciência física) de um professor de ensino médio e buscar no processo de sua formação episódios e/ou disciplinas que possam ter favorecido a construção dessas compreensões acerca da natureza da ciência. Os resultados buscam contribuir para uma organização curricular dos cursos de licenciatura, principalmente aqueles que ainda não contemplam estudos sobre a natureza do conhecimento científico na formação dos professores de física.

## Sujeitos da Pesquisa e Instrumentos de Análise

O interesse em estudar visões adequadas de ciência levou à escolha de professores com formação bem (ou melhores) sucedidas em relação ao desenvolvimento dos conhecimentos de cunho epistemológico. O grupo aqui estudado é composto de sete professores, licenciados em física, alunos de pós graduação em Ensino de Ciências, com alguma iniciação em história e filosofia da ciência e com diferentes experiências docentes. Foi utilizado um questionário de respostas dissertativas, solicitando aos professores que explicassem o que faz um físico; descrevessem mudanças em suas próprias visões sobre a física ao longo do curso de formação; se posicionassem sobre método científico, e debatessem sobre a relação entre conhecimento científico e realidade. Através de repetidas leituras das respostas, analisando os conteúdos apresentados ( Triviños, 1987) buscaram-se elementos que, articulados, pudessem caracterizar as idéias acerca da ciência física. Tais elementos, agrupados conforme sua natureza, deram origem a quatro categorias de respostas: Experimento e teoria, Teoria e mudança, Física e cultura e Modelo e realidade.

## Resultados

As quatro categorias com seus respectivos exemplos de respostas e inferências são apresentadas a seguir. Apenas um exemplo de resposta será apresentado, por falta de espaço. Os grifos nas falas dos alunos são utilizados para ressaltar a idéia que caracteriza a categoria.

Experimento e teoria : essa categoria trata de respostas que abordam a questão da relação entre teoria e experimento. São respostas do tipo: [Os cientistas fazem experimentos] 'Geralmente para criar/desenvolver teorias. [...] Nem sempre, na história da ciência, a experiência se desenvolve primeiro. Essa ordem é questionável.' (A1)

Além da relação entre experimento e teoria, que não adotam hierarquia de um sobre o outro na construção do conhecimento, há também as afirmações acerca do significado da experimentação. São respostas do tipo: 'Sem teorias não é possível observar os fenômenos. Os dados coletados já são a tradução de uma teoria em uma determinada metodologia de coleta de dados, que ao ser corroborada pela obtenção de dados que reforçam a teoria, a 'valida', tornando a cada vez mais plausível.'(A3)

Com esse tipo de respostas é possível inferir que na visão dos professores, o experimento tem um significado elaborado, não é só uma forma de comprovar teorias. Expressam-se contrários à elaboração de teorias a partir da observação neutra, da repetição de experimentos livres de preconceitos. É uma idéia tal como expressa Karl Popper e outros filósofos da ciência: 'a crença de que podemos começar exclusivamente com observações, sem qualquer teoria, é um absurdo ' (POPPER, 1975, p. 75).

Teoria e mudança : nessa categoria estão respostas que analisam as razões que levam à mudanças de teorias científicas. São respostas do tipo: 'Toda teoria bem elaborada e estruturada permite que sejam feitas determinadas previsões de resultados específicos. Assim, os cientistas realizam experimentos com o intuito de verificar esses resultados e com isso dar credibilidade aos paradigmas e expandir ainda mais o seu alcance. Quando esses resultados não são obtidos, ou a teoria é abandonada, ou re-elaborada (re-encaixada no paradigma) ou mesmo dá margem à novos paradigmas.'(A8)

As respostas permitem articular a idéia de que as teorias e os modelos possuem um c aráter transitório, sendo que a razão das mudanças nas teorias são atribuídas à mudanças de paradigmas, assemelhando-se à questão das mudanças de paradigmas no sentido kuhniano .

Outro tipo de transitoriedade das teorias é atribuída às mudanças culturais, de crenças, enfim, à visão de mundo, como no seguinte exemplo de resposta: 'Porque nossa forma de interagir com o 'mundo' muda, nossas crenças, nossos objetivos, etc.' (A2)

Física e cultura : são tipos de respostas que mostram um discurso mais elaborado, apresentando a ciência como uma visão de mundo, uma construção humana: 'Levando em consideração que a ciência é uma construção humana e portanto sujeito a erros e comportamentos característicos dos seres humanos..." (A1)

Modelo e Realidade , são respostas que relacionam modelo explicativo e realidade física. São respostas do tipo: 'Como disse a Humanidade muda constantemente sua forma de ver o mundo, acho que só chegaríamos a uma resposta última, se conseguíssemos alcançar um estágio onde não mudássemos mais, mas isto é impossível. Não acredito que um dia chegaremos a entender as coisas como elas realmente são, e se por acaso isto acontecesse, não saberíamos ter acontecido.' (A2)

Essas respostas indicam a idéia de que a realidade existe, porém nunca será possível saber se ela foi atingida, numa posição que pode ser associada ao realismo crítico, onde os modelos são construções da mente humana sobre a realidade, tentam dela se aproximar, porém sem nunca saber se esta aproximação está ocorrendo de fato. A verdade não é absoluta, mas um modelo (provisório), que carrega semelhanças e diferenças com esta realidade (BEZERRA Fo. 1997).

Ainda nesta categoria Modelo e Realidade, bastante interessante são as respostas que falam da construção da realidade física. São respostas do tipo: ' Além de conhecer os modelos que já foram criados, um físico também cria novos modelos [...] Ao criar modelos ele também cria o próprio mundo, [...]. A explicação do funcionamento de um aparelho elétrico, pensado como efeito de um conjunto de elétrons que se movem através dos fios é tão comum em nossa sociedade que mal nos damos conta que os elétrons são uma invenção da nossa cabeça, eles não existem para todos, apenas para nos que acreditamos neles.' (A3)

Dessas respostas pode-se inferir que a realidade é algo criado pela própria ciência, indicando uma visão semelhante à posição epistemológica idealista, para a qual a realidade objetiva inexiste, sendo em si uma construção da mente humana, o modelo "ganha" realidade.

## Considerações finais

A física para este grupo é uma construção humana, uma visão de mundo. Na construção desse conhecimento, experimentação e teorização possuem papel fundamental, sem privilégio de um ou outro. Quanto ao significado do experimento, a pura e neutra observação ou repetição de experimentos não é capaz de levar à elaboração de teorias. Os modelos, as teorias dentro da física são transitórias, e tal transitoriedade deve-se tanto à mudanças de paradigmas, quanto à mudanças culturais, mudanças de crenças. Por um lado a lguns entendem a realidade como uma construção da

ciência, e embora outros considerem a existência de uma realidade objetiva, ainda assim, afirmam que não é possível que a ciência, com seus modelos/teorias, cheguem algum dia com tal realidade se identificar. Assim, vários já apresentam visões mais críticas, em direção ao realismo crítico e idealismo, diferentemente dos resultados de outras pesquisas que mostram idéias ingênuas típicas do empirismo-indutivismo, ou um movimento de superação na direção da chamada moderna filosofia da ciência

A busca pelos elementos que estariam propiciando essas mudanças é um aspecto que está sendo investigado, através de entrevistas. Numa análise ainda preliminar, alguns deles se destacaram, tais como: determinadas disciplinas (Elementos e Estratégias para o Ensino de Física e Gravitação, da graduação, e Construção e Realidade no Ensino de Física, da pós graduação, todas do Instituto de Física da USP), alguns conteúdos específicos (passagem da mecânica clássica à quântica, história da física), o espaço extra curricular da participação em projetos na graduação, e alguns elementos de ordem subjetiva, todos apontando caminhos para a continuidade da investigação.

## Referências

BEZERRA Fo., S.J. A relação teoria-experimento na visão de professores de física do 2º grau e de professores de instrumentação para o ensino da física. Um estudo de caso. UFS, SE, 1997. (dissertação, mestrado).

HARRES, J. B. S. Uma revisão de pesquisa nas concepções de professores sobre a natureza da ciência e suas implicações para o ensino. Investigações em Ensino de Ciências , vol 4(3), dez. 1999.

HIGA, I e HOSOUME, Y. Formação de professores de física e visões sobre a ciência. Atas do IX ENDIPE - Encontro Nacional de Didática e Prática de Ensino . Curitiba, 2004.

POPPER, K. R. Conhecimento objetivo: uma abordagem evolucionária. Belo Horizonte: Ed. Itatiaia; São Paulo: EDUSP, 1975.

PORLÁN, A. et all Conocimiento profesional y epistemología de los profesores, II: estudios empíricos y conclusiones. Enseñanza de las ciencias , 16(2): 271-288, 1998.

TRIVIÑOS, A. N. S. Introdução à pesquisa em ciências sociais: a pesquisa qualitativa em educação. São Paulo: Atlas, 1987.

THOMAZ, M. F et all Concepciones de futuros profesores del primer ciclo de primaria sobre la naturaleza de la ciencia: contribuciones de la formación inicial. Enseñanza de las ciencias , 1996, 14(3), 315-322.

VILLANI, A. Conteúdo cientifico e problemática educacional na formação do professor de ciência São Paulo: Instituto de Física - USP, 1987. (Tese, Livre Docência).

ZANETIC, J. Física também é cultura. São Paulo: Faculdade de Educação - USP, 1989. (Tese, doutorado)

ZIMMERMANN, E. The interplay of pedagogical and science related issues in physics teacher's classroom activities. Reading-UK: University of Reading, 1997. (Tese, Doutorado).