A NATUREZA DA CIENCIA E O PROCESSO EDUCATIVO: Relato de uma experiência de ensino realizada em uma escola pública de ensino médio

## A NATUREZA DA CIÊNCIA E O PROCESSO EDUCATIVO:

## Relato de uma experiência de ensino realizada em uma escola pública de ensino médio

* Carlos Henrique Bocanegra - E.E. Léa de Freitas Monteiro Luciano Fernandes Silva - UNESP e E.E. Léa de Freitas Monteiro Agngnaldo Aparecido Fernandes Andrade - E.E. Léa de Freitas Monteiro

Resumo: De modo geral, muitas das práticas educativas trabalhadas em sala de aula fortalecem uma concepção de Ciência distante da realidade. Além disso, os conteúdos de Ciências Naturais, tanto da Física quanto da Química, são trabalhados em sala de aula somente a partir de seus aspectos mais conceituais, desconsiderando os processos de construção dessa atividade. Práticas educativas que dificultam o estabelecimento, pelos alunos, de conexões entre os temas científicos e outros, como por exemplo, os ambientais, históricos, sociais, econômicos e políticos, podem até mesmo descaracterizar a atividade científica de seus aspectos humanos.

Desse modo, se faz necessário abordar, em algum momento dururante o processo de ensino e aprendizagem, aspectos filosóficos e histórico-sociais da Ciência Moderna. Nesse sentido, foi realizada uma experiência de ensino com alunos do ensino médio de uma escola pública do interior de São Paulo na na qual apresentamos e discutimos aspectos relativos à à estrutura do conhecimento cientifico em termos de sua natureza.

Com a finalidade de discutir o processo de produção da Ciência realizamos um trabalho educativo em conjunto com professores de Física, Química e Filosofia. As diferentes visões de mundo, de cultura, de ciência formaram nossa maior riqueza em termos de trabalho educativo. Percebemos que trabalhos deste tipo podem contribuir para que se estabeleça um dialogo entre as diferentes áreas de conhecimento com a finalidade de estimular professores e alunos à prática permanente de debates e reflexões sobre a ciência, sua natureza e sua relação com a sociedade Adicionalmente, o trabalho contribuiu no sentido de ajudar a superar visões generalistas, absolutistas e deformadas da Ciência, da atividade científica e do cientista. Atividades de ensino que abordam aspectos da natureza da ciência estabelecendo conexões conceituais com os aspectos básicos da Ciência mostrarammse promissoras no sentido de ajudar a favorecer uma aprendizagem mais dinâmica além de contribuir para o desenvolvimento de valores.

Palavras Chaves: E Ensino de Física, Natureza da Ciência, Ensino MéMédio

## Introdução e J Justificativa

- O conhecimento científico é parte integrante da cultura humana. A partir desse primeiro entendimento considera-a-se que deva ser difundido e compreendido com a finalidade de favorecer a formação das novas gerações. Todavia, no processo de conversão do conhecimento científico em saber escolar, verificamos que se atribui uma atenção muito grande apenas ao produto final dessa forma de conhecimento, desconsiderando-se todo o processo de construção dessa atividade humana. Esta situação pode levar, na maioria das vezes, a se entender o conhecimento científico como infalível, portador de verdades absolutas, portanto imutáveis.

O conhecimento científico deve possibilitar instrumentalizar os indivíduos para que compreendam o mundo natutural, sem perder de vista que os modelos propostos pela Ciência

são construções humanas realizadas em um contexto histórico, sujeitas as interferências econômicas, sociais e políticas (KNELLER, 1981). Esse é um instrumento indispensável para o indivíduo traransformar a realidade segundo as necessidades e os interesses coletivos de toda a sociedade.

Entretanto, temos observado que, de maneira geral, os diversos conteúdos curriculares das Ciências Naturais selecionados pelos professores e manuais de ensino, e a forma que são trabalhados em sala de aula, não oferecem aos alunos instrumentos para que associem os conhecimentos sistematizados com os debates técnicos e acadêmicos. Estes, muitas vezes, só podem ser compreendidos dentro de um contexto amplo, no qual estejam presentes alguns aspectos sociais, ambientais, econômicos, éticos e políticos.

O ensino de Ciências Naturais no ensino médio, particularmente a Física e a Química, tem-m-se pautado pela utilização excessiva do recurso à memorização de muitos conceitos e isto direciona a Ciência , , a ser ensinada, a uma mera coleção de fatos, descrições de fenômenos e enunciados de teorias a decorar. Os alunos não discutem, na maioria das vezes, as causas dos fenômenos e os mecanismos dos processos que estão estudando (BASASTOS, 1998; MEGID NETO, PACHECO, 1998; SILVA, SAAD, 1998). Muitas vezes, o próprio professor contribui para que uma concepção linear de Ciência seja difundida no meio escolar.

Nesse sentido, Porlan e Rivero (1998) destacam que os professores apresentam uma concepção empirista da ciência; uma concepção tradicional do ensino e uma teoria de aprendizagem voltada para a apropriação formal de significados, salientando que o currículo escolar reflete uma concepção academicista de conteúdos e a avaliação é vista como escore de aprendizagens mecânicas.

Em relação aos manuais de ensino de Física, em particular, Monteiro e Medeiros (1998) apontam para a tendência reducionista e, ao mesmo tempo, distorcida na apresentação dos diversos conteúdos da Física clássica e moderna. Uma vez que os manuais didáticos têm, de maneira geral, definido o conteúdo e os procedimentos de trabalho do professor, é muito provável que a maioria dos docentes não esteja incorporando outros elementos na prática educativa, além daqueles suge ridos pelo livro didático.

De um modo geral, práticas educativas direcionadas exclusivamente aos aspectos conceituais ou à linguagem matemática para expressar determinado conceito dificultam o estabelecimento de conexões entre os temas científicos e outros, como por exemplo, os ambientais, históricos, sociais, econômicos e políticos. Estas práticas chegam mesmo a descaracterizar a atividade científica de seus aspectos humanos. Além disso, muitos aspectos da Ciência Moderna estão baseados em uma série de idealizações e simplificações de uma realidade complexa.

Para Gil -Pérez et al. (2001) uma das possibilidades para a reversão deste quadro, auxiliando o aluno de modo que ele obtenha uma melhor compreensão dos processos investigativos da ciência seria a de inincorporar a história da ciência e as contribuições da moderna filosofia da ciência, articuladas com o ensino de Ciências . Matthews (1994) salienta que a exploração nas aulas de Ciências Naturais de aspectos da história e filosofia da ciência pode contribuir r para a aprendizagem dos conceitos científicos por parte dos alunos.

Mortimer (2001), por sua vez, destaca que um dos grandes desafios dos professores de Ciências é a elaboração de uma metodologia de ensino que contemple uma aprendizagem significativa dos conceitos científicos por parte dos educandos. Para este objetivo, ele propõe que a metodologia de trabalho seja desenvolvida segundo três eixos

básicos: 1) o desenvolvimento cognitivo individual; 2) a história e filosofia da ciência; 3) desenvolvimentnto social das idéias em sala de aula.

CaCarvalho (1998) acrescenta que a exploração de outros aspectos da natureza da ciência (sociais, ambientais, econômicos ou políticos) relacionados aos produtos e processos do conhecimento científico poderia contribuir para auxiliar os alunos a compreenderem conteúdos que vêm sendo, muitas vezes, transmitidos de modo frio e abstrato.

A partir desses entendimentos e de nossas reflexões, entendemos ser necessário abordar, em algum momento do processo de ensino e aprendndizagem de conteúdos das Ciências Naturais, aspectos filosóficos e históricos da Ciência. Nesse sentido, consideramos pertinentes atividades de ensino que levem os estudantes a refletir sobre o desenvolvimento do estatuto epistemológico das Ciências com o intuito de instrumentalizá-los para que saibam criticar de forma devida o conhecimento científico e que possam também identificar as diferenças entre o saber do senso comum (doxa) e o saber científico (episteme).

Tomando por base as considerações aqui apresentadas elaboramos a seguinte questão: Quais as possibilidades e os limites de se desenvolver atividades de ensino que enfocam aspectos da natureza da ciência a partir das disciplinas Física, Química e Filosofia? ?

## Procedimentos de T Trabalho

A partir da questão previamente formulada, três professores, sendo um de Física, um de Química e um de Filosofia elaboraram um plano de trabalho em conjunto com o objetivo explorar aspectos da natureza do conhecimento científico.

O trabalho teve início no primeiro semestre de 2005 com alunos de três turmas do segundo ano do Ensino Médio noturno de uma escola pública do interior paulista. Este trabalho teve sua seqüência no no ano de 2006 com as mesmas turmas. Cada uma dessas turmas do segundo ano do Ensino Médio era constituída, em média, por trinta alunos.

Os alunos que participaram desse estudo são constituídos, em sua maioria, por jovens trabalhadores, ou seja, pessoas que desenvolvem uma atividade remunerada durante a maior parte do dia. A nossa escolha pelos alunos do Ensino Médio noturno se pautou pelo fato de que eles carecem de uma maior atenção, tanto dos professores, quanto dos nossos dirigentes técnicos e políticos. Além disso, temos percebido que são altas as taxas de desinteresse dos alunos do Ensino Médio noturno em relação ao padrão tradicional de ensino, ou seja, aulas expositivas acompanhadas da resolução de exercícios que enfatizam unicamente os aspectos conce ituais da Física e da Química direcionados exclusivamente à linguagem matemática.

Para realizar esse trabalho elaboramos uma intervenção planejada baseada nas proposições de Dicker (1990), ou seja, planejamento, ação, coleta e análise dos dados. Constituírammse como documentos para coleta de dados todas as atividades de ensino escritas realizadas pelos alunos, além dos nossos cadernos de campo.

O trabalho consistiu em discutir com nossos alunos aspectos que caracterizassem o processo de produção do conhe cimento científico, ou seja, aspectos históricos do surgimento da Ciência e as principais características básicas da atividade científica - hipótese, raciocínio lógico, dados empíricos, quantificação dos dados, construção de modelos, previsibilidade, comunidade científica e refutação; diferenças entre relatos do senso comum e os científicos.

O professor de Física desenvolveu os aspectos da natureza da Ciência a partir do trabalho com o tema 'O Universo Mecanicista de Isaac Newton' enquanto o professor de Química trabalhou a partir do tema 'A constituição da Matéria e as Ligações Químicas'. O professor de Filosofia abordou e enfatizou aspectos histórico-o-filosóficos e éticos ligados à produção do conhecimento, particularmente o conhecimento cientifico. Foram também elaboradas e realizadas atividades de ensino nas quais houve a participação dos três professores em conjunto na sala de aula, com a finalidade de proporcionar ao aluno a possibilidade de dialogar com os vários conhecimentos (c(científico-filosóficos) de uma forma integrada.

Em uma das atividades de ensino planejadas o professor de Filosofia abordou sobre a natureza e constituição das várias formas de conhecimento, explicitando para os alunos aspectos do processo histórico de produção do conhecimento e, em particular, do conhecimento científico. Por sua vez, os professores de Física e Química apresentaram aos estudantes algumas concepções empíricas e outras idealistas do conhecimento científico.

Em outra atividade de ensino os professores realizaram, em conjunto, uma reflexão sobre a diferença entre o conhecimento de senso comum. Vale destacar que essas reflexões eram referenciadas a partir de textos elaborados e/ou organizados pelos próprios professores.

Por fim, queremos destacar que em uma das ativididades de ensino planejadas, procuramos verificar se os estudantes conseguiam distinguir opiniões baseadas em conhecimento científico daquelas apoiadas exclusivamente no senso comum. Para isto exibimos um documentário sobre os meteoritos e asteróides (Asteróides-Impacto Mortal) e realizamos um debate baseados em argumentos apresentados nesse vídeo.

## A natureza da ciência e o processo educativo: possibilidades e limites

Podemos destacar que um trabalho dessa natureza solicita de professores e alunos a possibilidade de um olhar crítico para aquilo que consideramos ser a atividade científica. Todavia, de um ponto de vista mais didático, nossa primeira grande dificuldade foi reunir os três professores para planejar e elaborar atividades de ensino direcionadas a a aspectos da natureza da ciência.

Normalmente havia poucas oportunidades para esses professores estarem juntos e discutirem aspectos relativos aos entendimentos sobre a natureza da Ciência. Uma dessas oportunidades de estarmos juntos aconteceu durante o período de planejamento escolar no inicio do ano letivo. Porém, esse horário é , , normalmente , , completamente tomado por atividades organizadas pelo grupo gestor da escola. Desse modo, não há muito tempo para discutir, planejar e elaborar atividades interdisciplinares voltadas para a natureza e constituição do conhecimento científico em suas várias dimensões.

Entretanto, essa situação é incoerente até mesmo com as freqüentes solicitações da Secretaria da Educação de Estado, que normalmente reforça a necessidade dos professores trabalharem de uma forma mais integrada. Mas, em muitos casos, o que ocorre no momento do planejamento é um grande envolvimento do professor com atividades burocráticas, necessárias é claro, mas que chegam a comprometer o planejamento pedagógico dos professores, contribuindo para que atividades de ensino mais articuladas e amarradas entre os diferentes professores não sejam discutidas e analisadas. Em suma, tanto se fala da necessidade de se trabalhar de forma diferenciada e inovadora na s escolas, mas na prática o que ocorre é que as instituições emgessam trabalhos com essa iniciativa.

Diante disto, nossas conversas e reflexões aconteceram em alguns dos intervalos de aula e/ou nos finais dos períodos de aula.

À medida que o dialogo entntre professores de diferentes áreas avançava, ficaram patentes as diferenças de compreensão sobre alguns aspectos da natureza da ciência. Para o professor de Química, a atividade científica é identificada com o método da Ciência. A ciência seria a aplicação deste método. Para o professor de Filosofia a ciência seria a compreensão racional do mundo. Esse professor se referenciava nos grandes clássicos gregos, analisando aspectos históricos relacionados à ciência até chegar aos grandes pensadores da Idade Moderna. Por sua vez, o professor de Física, dada sua formação em nível de pós-graduação em Educação, tinha por referência discutir o processo científico a partir dos grandes epistemólogos, tais como: Kuhn, Bachelard e Popper. Visões tão diferentes, muitas vevezes, aqueciam os diálogos e, em muitos casos, provocavam reflexões que posteriormente subsidiaram o desenvolvimento de atividades de ensino voltadas para a compreensão de aspectos da natureza da ciência.

Um ponto importante a ser salientado refere-se ao fato que os professores de Química e Física ressentiam-m-se da falta de elementos para abordar outras formas do conhecimento humano. Nesse sentido, foi essencial a participação do professor de Filosofia. Esse professor trouxe elementos que nos ajudaram a compmpreender outros aspectos da natureza do conhecimento, seja ele do senso-comum, mítico ou filosófico. Constatamos, nesse momento, o quanto é necessário, nesse tipo de trabalho, a presença de professores da área das Humanidades. São esses professores que, na a maioria das vezes, apresentam uma outra visão sobre a natureza do conhecimento. Por sua vez, o professor de Filosofia se ressentia de aspectos conceituais do conhecimento científico, especificamente das disciplinas Física e Química. Neste ponto, se estabebeleceu um diálogo profícuo entre esses professores. Havia discussões em que aprofundávamos nossos entendimentos sobre conhecimento e conhecimento científico. Isto contribui significativamente para que o grupo pudesse discutir com os alunos aspectos da natureza da Ciência.

Olhando de modo específico para os alunos, observamos que muitos deles se tornaram mais participativos, sobretudo na tentativa de relacionar algum fato histórico com o avanço técnico humano, além de perceberem algumas conseqüências deste avavanço sobre a humanidade e o ambiente.

Em m algumas atividades de ensino notamos que os alunos carregam crenças profundamente enraizadas sobre a natureza de alguns fenômenos físicos. Algumas dessas crenças são, sem dúvida, colocadas em confronto com as idéias desenvolvidas pela atividade científica e certamente algumas delas são mais patentes.

Destacamos que acabou sendo perturbador para os alunos a possibilidade de colocarem suas crenças em contraposição aos conhecimentos sistematizados. Algumas dessas crcrenças são baseadas em concepções de cunho religioso e refletem idéias dogmatizadas e já incorporadas no seu cotidiano. A idéia de que a Ciência poderia oferecer uma outra resposta para essa questão pareceu-u-lhes controvertida, mas isto possibilitou um diálogo aberto entre os alunos e os professores sobre a natureza da Ciência.

Em outro momento, chamamos a atenção para o fato de que a Ciência não é portadora de verdades absolutas, mas tem como um de seus objetivos propor modelos provisórios para interpretar r o mundo. Nessa direção, uma discussão sobre a validação das hipóteses e das teorias mediante comprovação empírica possibilitou-nos explorar em outras aulas a idéia de modelo científico e, nesse sentido, a provisoriedade das formas como a Ciência interpreta a natureza. Deste modo, a validação de um modelo proposto estaria

ligada a sua capacidade de prever e explicar novas situações e novas descobertas produzidas pela Ciência ao longo do tempo.

Também queremos chamar a atenção para algumas idéias dos alunos sobre a natureza da atividade científica. Para muitos deles existe a crença de que a Ciência é infalível e detentora de um poder capaz de resolver quase todos os problemas mais importantes do mundo. Para vários de nossos estudantes a Ciência é capaz de prover ao homem ferramentas e teorias fantásticas, tais como a de prever com exatidão quando um meteoro irá atingir a Terra. Além disso, a Ciência e a Tecnologia podem, caso um meteoro esteja vindo de encontro à Terra, alterar e/ou destruir qualquer corpo celeste.

Neste caso, a crença dos alunos na capacidade da Ciência e do cientista em propor soluções e resolver problemas reflete uma situação muito comum, ou seja, a concepção de que o conhecimento científico é absoluto, universal e infalível. Para muitos alunos, o papel do cientista é de descobrir leis naturais que são verdades universais (LEDERMAN,1992). Muito provavelmente essa crença é influenciada pelos filmes de ficção científica e reforçada pelos meios de comunicação em massa, que divulgam e exploram esses fatos como se fizessem parte do contexto científico. Filmes de ficção científica que enredam situações catastróficas, nas quais, um único cientista assume o papel de herói e salva a humanidade, são freqüentes e povoam a imaginação dos alunos. Segundo do Sagan (1997) a informação verdadeiramente científica muitas vezes se perde por vários filtros antes de chegar até a população. Nesse sentido, é preciso que as pessoas aprendam a distinguir a Ciência verdadeira da imitação barata.

Corroborando com esta idéia, Houck (2006) relatou através de um ensaio o impacto causado por séries televisivas populares sobre a ciência forense. Segundo este autor, as pessoas incorporam uma visão distorcida do modo pelo qual ela é conduzida e o que ela pode ou não realizarar. Ainda segundo o autor:

Promotores, juízes e policiais reclamam do que acreditam ser o efeito CSI (série televisiva: Crime Scene Investigation ), segundo o qual os jurados estariam com expectativas irrealistas por provas físicas em quantidade e qualidade por conta de sua exposição a séries televisas populares sobre investigação criminal. Ainda não foi provada a existência de tal efeito nos tribunais. Mas os seriados de TV desencadearam aumento na coleta de provas físicas, o que acarretou problemas de armazenamento e de falta de funcionários. (HOUCK, p.80, 2006)

Outra característica trabalhada em nossas atividades de ensino foi a relação entre a ciência e os aspectos políticos, sociais, econômicos e ambientais. Nossos dados indicam que os alunos estabeleceram algumas relações entre os produtos da atividade científica e as ações desenvolvidas pelo homem. Entretanto, esses relatos são incipientes e com um nível de elaboração muito rudimentar. De todo modo, atividades que abordam aspectos da natureza da Ciência ia promovem questionamentos que levam os estudantes a compreenderem que a Ciência é uma atividade humana e, enquanto tal, sujeita aos aspectos econômicos, éticos e políticos.

## Considerações Finais

Muitas vezes o Ensino de Ciências está restrito apenas ao ao produto final da atividade científica, sem levar em conta os importantes aspectos que apontam para a produção deste

tipo de conhecimento. Nesse sentido, este trabalho mostrou-se promissor à medida que os alunos do Ensino Médio puderam refletir e debater sobre o processo de construção e produção do conhecimento científico através de atividades de ensino diferenciadas, nanas quais foram abordados vários aspectos da natureza da ciência, de uma forma integrada. Deste modo, vale destacar que trabalhos dessa naturureza, apesar das dificuldades, são mais ricos quando realizados com professores de diferentes áreas do conhecimento humano, tais como Humanidades e Ciências Naturais. Esta riqueza deve -se ao fato de que aos professores foi dada a oportunidade de discernir sobre o quanto são diferentes s e complementares suas visões de mundo, de cultura e de ciência, que de certo modo, contribuiu para que os alunos tivessem uma melhor compreensão do processo o histórico de produção científica.

Também percebemos que trabalhos deste tipo podem contribuir para que se estabeleça um dialogo entre as diferentes áreas de conhecimento com o intuito de estimular professores e alunos à prática permanente de debates e reflexões sobre a ciência, sua natureza e sua relação com a sociedade. Atividades de ensino que abordam aspectos da natureza da ciência favorecem uma aprendizagem mais dinâmica, além de contribuir para que os alunos passassem a ver a atividade científica de uma forma mais humanizada, com reflexos positivos na compreensão dos alulunos quanto aos aspectos conceituais da Física e da Química.

## Bibliografia

BASTOS, F. História da ciência e ensino de biologia: a pesquisa médica sobre a febre Amarela (1881-1903). 1998 326 f. Tese (Doutorado em Educação) - Faculdade de Educação o da Universidade de São Paulo, São Paulo, 1998.

CARVALHO, L.M. Natureza da ciência, temática ambiental e o ensino o das ciências Naturais: o futuro professor de biologia - seus projetos e suas práticas. IN: Relatório de Pesquisa de pós - doutorado - - Instituto de Biociências - Departamento de Educação, Universidade do Estado de São Paulo, 1998.

DICKER, M. Using action research to navigate an unfamiliar teaching assignment. Theory into practice, London, v.29, n.3, p. 203-208, 1990.

GIL PERES, D.; MONTORO, I. F.; ALÍS, J. C.; CACHAPUZ, A.; PRAIA, J. Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação, v. 7, n. 2, p. 125-153, 2001.

HOUCK. M. M. A Realidade do CSI. Scientific American, n. 51, p.79-9-84, 2006.

KNELLER, G. Introdução à Filosofia da Educação. Rio de Janeiro: Zahar, 1981.

LEDERMANN, N.G. (1992). Student's and t teacher's conceptions of the nature of science: a review of the research. Journal of Research in Science Teaching, 29(4):331-359.

MATTEWS, M.R. História, filosofia y enseñanza de las Ciências: la aproximación Actual. Enseñanza de las Ciências. Sevilha, v.12(2). p.255-277. 1994.

MEGID NETO, J; PACHECO, D. Pesquisas sobre o ensino de Física do 20 20 grau no Brasil: Concepção e tratamento de proboblemas em teses e dissertações. IN. Pesquisa em ensino de Física. São Paulo: Escrituras, 1998. p. 5-5-20.

MONTEIRO, F.N; MEDEIROS, A. Distorções conceituais dos atributos do som presentes nas sínteses dos textos didáticos: Aspectos físicos e fisiológicos. ININ. Ciência e educação. Bauru: Unesp, n. 2, v.5, 1998. p.1-12

MORTINER, E. F. Linguagem e formação de conceitos no ensino de Ciências. Belo Horizonte: UFMG, 2001.

PORLÁN, R. & RIVERO, A. (1998). El conocimiento de los profesores: uma proposta en el área de de ciencias. Sevilha: Diáda.

SAGAN, C. O mundo assombrado pelos demônios: a ciência vista como uma vela no escuro. São Paulo: Companhia das Letras, 1997 .

SILVA, A.V. P; SAAD, F.D. Problemas e perspectivas do ensino de Física no município de Bauru. Pesquisisa em Ensino de Física. v.37, n.46, 1998.