ATIVIDADE EXPERIMENTAL E ALIENAÇÃO: A EXPERIMENTAÇÃO NA PERSPECTIVA DA TEORIA DA ATIVIDADE

## ATIVIDADE EXPERIMENTAL E ALIENAÇÃO: A EXPERIMENTAÇÃO NA PERSPECTIVA DA TEORIA DA ATIVIDADE

Juliano Camillo , Cristiano Rodrigues de Mattos 1 2

1 Programa Interunidades em Ensino de Ciências - Física / IFUSP, camillo@if.usp.br

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Instituto de Física/Universidade de São Paulo, mattos@if.usp.br

## Resumo

Neste trabalho lançamos um olhar sobre as atividades experimentais como ferramentas de ensino-aprendizagem de ciências numa perspectiva da Teoria da Atividade sócio-cultural-histórica. Apesar de amplamente defendida como diminuidora das dificuldades de aprendizagem e fundamentais para o ensino de ciências, as atividades experimentais apresentam problemas associados a sua realização; isto é o que aponta a literatura específica da área. Neste trabalho, porém, escolhemos analisar e fundamentar as origens de um destes problemas apresentados, aquele que estamos chamando de alienação ou encapsulação da atividade experimental. Tal problema relaciona-se ao fato de que os alunos não conseguem, muitas vezes, estabelecer relações entre o que realizam durante a atividade e o respectivo aparato experimental, e ainda, não conseguem estabelecer conexões entre a atividade experimental e outras atividades que realizam. Trazemos ainda um exemplo empírico tirado de uma disciplina do curso de licenciatura em Física da Universidade de São Paulo com o objetivo de ilustrar e aprofundar o tratamento que damos para as origens do problema aqui analisado.

Palavras-chave : Atividade experimental, Teoria da Atividade, Instrumentos Mediadores

## Introdução

As atividades experimentais têm sido utilizadas há mais de um século como ferramentas de ensino-aprendizagem de ciências (Trumper, 2003) e parece existir um consenso entre professores e pesquisadores de que a utilização deste recurso é responsável por diminuir as dificuldades dos alunos e tornar o processo de ensinoaprendizagem mais prazeroso (Araújo & Abib, 2003). Este aparente consenso é fragilizado quando, na literatura específica, se questiona a relação entre a realização de atividades experimentais e o aprendizado de ciências, entre a manipulação de objetos e o desenvolvimento de certas habilidades relacionadas à experimentação (Hofstein & Lunetta, 2003; Abrahams & Millar, 2008; Hwang & Roth, 2008). Alguns autores têm desaconselhado a utilização do laboratório no esquema tradicional pelo impacto negativo causado nos estudantes (Borges, 2002).

'Atividades experimentais' constituem todo tipo de atividades em que os alunos devem fazer ou observar alguém fazendo alguma tarefa prática, independentemente do local onde a atividade se desenvolve (Millar et al , 1998, 1999) cujos objetivos são os mais diversos (Hofstein & Lunetta, 1982; Hodson, 1993; Millar et al 1998; Welzel et al , 1998; Hofestein & Lunetta 2003; Kang & Wallace

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30 de janeiro a 04 de fevereiro de 2011

2005) e podem, segundo Trumper (2003), ser categorizados em quatro grandes grupos:

- -Habilidades: objetivos que estão relacionados a habilidades adquiridas através da atividade experimental - manipulação de instrumentos, habilidades de investigação, de organização de dados, de comunicação, de pensamento crítico e de resolução de problemas.
- -Conceitos: objetivos vinculados aos conceitos científicos -a sua 'visualização' através da experimentação, a de utilização dos conceitos aprendidos em outras atividades e o aprendizado de novos conceitos.
- - A natureza da ciência: objetivos relacionados a fazer com que o aluno compreenda quais os processos da ciência, o seu desenvolvimento e os métodos de trabalho dos cientistas.
- - Atitudes: objetivos relacionados a atitudes diante da atividade experimental como a curiosidade, a relação com a realidade, o grau de abertura, a objetividade, a precisão dos resultados e a cooperação no trabalho em grupo.

Elas são concebidas também com diferentes graus de abertura: a) Atividades de Demonstração/Observação; b) Atividades de Verificação e c) Atividades de Investigação; que nos três casos podem ser, dependendo da ênfase matemática, qualitativos ou quantitativos (Araújo & Abib, 2003).

Além da diversidade de abordagens, a literatura específica elenca alguns problemas associados à realização de atividades experimentais. Autores apontam que muitas vezes professores e estudantes realizam atividades experimentais com objetivos diferentes, que estudantes não percebem qual seu papel durante a realização da atividade experimental, que aos estudantes não é dada a oportunidade de refletir sobre sua prática, que estudantes encontram dificuldade no processo de tomada e análise de dados, ou ainda, que a atividade experimental é constituída de puras mecanizações. Neste trabalho nos dedicaremos a analisar criticamente dois aspectos problemáticos apontados como frequentes em atividades experimentais:

- a) que os estudantes não conseguem perceber a relação entre a investigação que desenvolvem e o respectivo aparato experimental;
- b) que os estudantes não conectam a atividade experimental com outras atividades que desenvolvem, seja na escola ou fora dela;

Buscamos, sobretudo, fundamentar as origens destes problemas numa perspectiva sócio-cultural-histórica da Teoria da Atividade e proporcionar uma visão mais crítica acerca da utilização de atividades experimentais trazendo melhorias para o processo de ensino-aprendizagem de ciências. Trazemos um exemplo empírico com o objetivo de ilustrar e aprofundar nossa análise.

Este trabalho está inserido em uma pesquisa de mestrado cujo objetivo é fundamentar as atividades experimentais na perspectiva sócio-cultural-histórica. Temos nos dedicado ao estudo sistemático de trabalhos desta perspectiva e de trabalhos que analisam as atividades experimentais nas mais diversas perspectivas. Inicialmente tivemos nossa atenção voltada aos artigos de revisão sobre experimentação, os quais nos remeteram a outros trabalhos que analisam os problemas enfrentados durante a sua realização. Para este trabalho escolhemos fundamentar e ilustrar o que doravante chamaremos de alienação da/na atividade experimental.

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## A perspectiva sócio-cultural-histórica

Estamos chamando de perspectiva sócio-cultural-histórica os trabalhos, de cunho marxista, de autores como Vigotski, Leontiev, Engeström e seus desdobramentos, que abarcam os mais variados campos do conhecimento humano. Desta perspectiva, consideramos fundamentais três pressupostos:

- - A atividade humana é sempre coletiva e os sentidos das ações de cada indivíduo são dados somente na sua relação com os demais.
- - A atividade humana é sempre mediada e os instrumentos de mediação são construções sócio-culturais-históricas.
- - Existe profunda relação entre a atividade humana e o seu psiquismo.
- A estrutura da Atividade nos é dada por Engeström (1987) e está representada na figura 1. Engeström amplia a noção de mediação proposta por Vigotski (2007) introduzindo outras mediações, como a desempenhada pelas regras entre a comunidade e o sujeito, e a mediação da divisão social do trabalho entre o objeto e a comunidade.

Figura 1 : Atividade humana

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Para Leontiev (2004), a atividade humana é constituída de ações e operações que em diferentes níveis coordenam-se para gerar um nível superior na hierarquia, ou seja, as operações (relacionadas a condições instrumentais) quando coordenadas geram ações (com fins específicos), e estas quando coordenadas compõe a atividade (com seu motivo) (figura 2).

Figura 2: Operações -Ações - Atividade

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No recorte analítico que fazemos, as operações constituem atividades já internalizadas e que dão suporte e modelam as ações que se situam no nível hierárquico superior. Ou seja, cada ação ou operação, em diferentes níveis da hierarquia, possui a mesma estrutura da atividade como um todo, mantendo uma estrutura de autossimilaridade. Nas palavras de Leontiev encontramos este processo de internalização:

'Por exemplo, quando no decurso de exercícios de tiro o aluno atinge o alvo, o fim, ele executa uma ação determinada. Caracterizada como? Primeiro, pela atividade em que ela se insere, pelo seu motivo e, por consequência, pelo sentido que ela tem para o aluno. Mas ela caracteriza-se igualmente pelos meios, pelos processos que permitem a sua execução. Um apontar ajustado exige múltiplos processos, correspondendo a cada um condições determinadas da ação considerada. É-lhe preciso dar o corpo a uma certa posição, colocar a mira em posição estritamente vertical, estabelecer corretamente a linha de mira, apertar a coronha contra o ombro, reter a respiração, empurrar o gatilho forçando progressivamente a pressão do dedo. Num atirador experimentado, todos esses processos não são ações independentes. Os fins que lhe correspondem não são separados um por um na sua consciência: alcançar o alvo. O mesmo é dizer que que possui perfeitamente a prática do tiro e das operações motoras necessárias ao tiro. Para quem ainda está na aprendizagem do tiro, é diferente. Primeiro há de agarrar corretamente na espingarda, este deve aliás ser seu fim, é para ele uma ação. A ação seguinte consiste em ajustar o tiro etc. [...] Assim que o aluno aprendeu progressivamente a puxar o gatilho, o problema seguinte é colocar a bala no alvo. O fim que se apresenta a sua consciência não é 'puxar docemente o gatilho' mas 'alcançar o alvo'. A leveza do movimento exercido corresponde agora a uma das condições da ação requerida por este fim.'. (Leontiev, 2004, p.323)

E Leontiev também explicita o modo pelo qual uma ação pode se transformar em uma operação:

'como é que uma ação se transforma em operação e, por consequência, em habilidade e em hábito? Para transformar a ação de uma criança em operação devemos dar-lhe um fim novo no qual a ação considerada se torne um meio de execução de uma outra ação. Por outras o que era fim da primeira ação deve transformar-se em numa das condições da ação requerida pelo novo fim'. (Leontiev, 2004, p. 323)

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## A alienação

A alienação, no sentido marxista, está relacionada a não consciência dos indivíduos sobre suas ações. Na perspectiva que adotamos aqui, relaciona-se a não consciência de que os instrumentos mediadores (conceitos cotidianos ou científicos, por exemplo) possuem contextos de validade, ou seja, não podem ser utilizados em quaisquer contextos de maneira indiscriminada. O contexto é constitutivo dos instrumentos, os sentidos não são invariantes em relação à mudança de contextos. A cada nova interação com o mundo, a cada novo contexto, os instrumentos devem ser revalidados e ressignificados; se este processo de reconhecimento e revalidação não ocorre, os instrumentos mediadores estão encapsulados, originando ações alienadas. E como acontece este processo de revalidação e ressignificação?

'Notemos sobretudo que os momentos que deviam absolutamente ser conscientizados no princípio (agarrar convenientemente sobre a espingarda, apoiar sobre o gatilho etc.) deixam doravante de o ser. O que não significa que o atirador não os perceba. Não é o caso, naturalmente. Não só continua a perceber todos este momentos (a relação da mira com a ranhura, por exemplo, ou a pressão da coronha sobre os ombros etc.), mas a percepção que tem deles continua a comandar seus movimentos. E em qualquer momento podem ser conscientizados por ele: razão porque se tem a impressão que o seu reflexo psíquico se faz extamente da mesma maneira que o reflexo do fim de uma ação. Esta relação entre a ação e as operações, que evidenciamos no caso das operações motoras, vale igualmente para as operações mentais e a sua fixação sob a forma de hábitos mentais'. (Leontiev, 2004, p. 324 - 325)

O que podemos perceber é que as operações (já internalizadas), sempre que necessário, podem voltar à consciência tornando-se novamente ações e assim adquirir novos sentidos. As operações são feitas de maneira automática, mas não significa que não se pode ter consciência delas no momento oportuno. E por qual motivo, neste caso do tiro ao alvo, tais operações podem ser novamente conscientizadas? Se lembrarmos da citação anterior de Leontiev, as operações e ações foram crescendo em complexidade. Operações mais simples foram inicialmente sendo realizadas e posteriormente incorporadas em outras situações nas quais deveriam coordenar-se com outras para que outros fins fossem alcançados. Isto significa conhecer os contextos de aplicação e as regras de validade das operações para que assim, ao voltar à consciência, como objetos de uma atividade, possam ser novamente significados aumentando sua complexidade de sentidos.

Se um conceito já é apropriado como uma ação pronta, ele torna-se um jargão. É possível que ações sejam coordenadas a partir dele, mas as operações que dão origem as ações não se fazem presentes impossibilitando assim a tomada de consciência e a ressignificação. No caso que pretendemos analisar aqui, o aluno, de posse de instrumentos alienados, não consegue estabelecer relações entre a

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montagem experimental e suas ações nesta atividade; nem da atividade experimental com as outras atividades que realiza, uma vez que as operações que geram as ações para os determinados fins não podem voltar à consciência e serem ressignificadas e recontextualizadas.

## Um exemplo empírico - Uma primeira análise

Com o objeto de ilustrar e aprofundar a discussão que acima iniciamos sobre o a encapsulação da atividade trazemos um episódio ocorrido da Disciplina Práticas de Ensino do curso de licenciatura em Física da Universidade de São Paulo, no qual podemos observar a apropriação alienada do conceito de 'Gaiola de Faraday'. Na aula em questão, os alunos da disciplina (futuros professores de Física) discutem experimentos sobre eletrostática, que posteriormente serão levados as escolas nas quais realizam o estágio docente. Neste episódio participam o monitor (M) da disciplina, alguns alunos (A) e o pesquisador (PE) que interfere na discussão sugerindo tarefas.

- A atividade proposta para esta monitoria é a discussão do roteiro dos experimentos com o eletroscópio. Os alunos da disciplina já haviam encerrado a discussão sobre o roteiro e estavam refazendo alguns experimentos e discutindo certos aspectos do eletroscópio; em um determinado momento da discussão o pesquisador sugere que os alunos envolvam o eletroscópio com folha de alumínio, formando uma 'Gaiola de Faraday' e refaçam algumas observações. Alguns dos turnos que sucedem estão registrados no anexo 1, a limitação de espaço não nos permite que seja colocado o diálogo todo.

Após a solicitação do pesquisador os alunos organizam-se para colocar em prática aquilo que foi sugerido: refazer algumas observações agora com o eletroscópio envolto em folha de alumínio. Antes que o experimento fosse realizado novamente, no turno 16, o aluno 1 afirma que o 'campo interno é zero' e que nada aconteceria. O monitor inicia uma discussão sobre isso, mas não conclui nada, quando no turno 19 o aluno 1, novamente, afirma que o campo interno é zero. Em outros turnos (20, 23 e 26) este mesmo aluno afirma mais coisas sobre a gaiola de Faraday.

- O experimento ainda não tinha sido refeito, então todas estas afirmações estavam sendo feitas previamente a realização empírica da atividade, como destaca o monitor da disciplina no turno 27. No turno 28 o aluno 1 concorda dizendo que é, logicamente, uma teoria conhecida por ele e afirma, no turno 29, que seria interessante poder comprovar isto, mas seria preciso um campo elétrico maior do que o disponível nestes experimentos.
- A realização do experimento acontece no turno 30 e, para a surpresa dos alunos, o invólucro de alumínio move-se. O espanto manifesta-se também nos turnos seguintes nos quais o experimento é repetido. No turno 34 o aluno 1 busca explicar o ocorrido com uma frase bastante confusa; ele mostra-se bastante incomodado com o fato de a folha de alumínio mover-se contrariando aquilo que acreditava anteriormente, de nada acontecer. Ele repete inúmeras vezes o experimento até o final do episódio.
- O conceito físico 'gaiola da Faraday' foi apropriado e utilizado, nesta tarefa, de forma encapsulada, ou seja, como um jargão cujas regras de validade não são conhecidas, cujo sentido é invariante ao contexto. Isto pode ocorrer porque nas aulas teóricas os conceitos são aprendidos e não utilizados em outros contextos (da

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vida cotidiana ou mesmo escolar), nem são discutidas as regras de validade para a utilização do conceito. Conceitos encapsulados podem ser utilizados, mas as operações que o compõe não podem voltar à consciência - estas operações não estão presentes. Assim, os conceitos, no nível das ações, são capazes de explicar uma porção de fenômenos, mas quando precisam ser revalidados e ressignificados isto não ocorre; 'o campo interno é zero, nada vai acontecer' é um conceito que não deixou de ser uma ação internalizada (com sentidos limitados) para ser novamente objeto, cujo sentido se negocia; ou seja, os conceitos, neste caso, não deixaram de ser operações encapsuladas para tornarem-se ações conscientes.

No turno 42 aparece um esboço de entender o contexto de validade da gaiola de Faraday, mas no turno 44 o aluno 1 mostra novamente ter se apropriado de um conceito encapsulado não conseguindo ressignificá-lo; o seu espanto continua até o final do episódio repetindo diversas vezes o experimento parecendo não acreditar no que vê. Outros alunos buscam entender os conceitos envolvidos (turnos 45, 47, 48, 50) questionando se este experimento é ou não uma Gaiola da Faraday. Em outras palavras, para eles, o problema estaria resolvido se a montagem sugerida pelo pesquisador não fosse uma gaiola de Faraday, pois assim, não precisariam questionar suas afirmações já apropriadas e válidas nos contextos teóricos de aplicação. Nos turnos finais a discussão desenrola-se em torno de exemplos de gaiolas e não volta às observações que contrariaram a expectativa diante da montagem experimental. 'Gaiola de Faraday' continuou sendo encapsulada.

## Considerações (Preliminares)

Apresentamos alguns resultados, teóricos e empíricos, ainda preliminares, sobre atividades experimentais numa perspectiva sócio-cultural-histórica da Teoria da Atividade, mas que nos permitem entender o processo de apropriação alienada ou encapsulada de instrumentos mediadores na atividade. Ações podem ser realizadas a partir destes conceitos encapsulados, mas quando se torna necessário aplicá-los em outros contextos, nos quais eles devem ser ressignificados, isso não acontece, uma vez que as operações que originam tais ações estão ausentes.

Nesta pesquisa caminhamos no sentido de aprofundar tais questões e olhar com mais profundidade as possibilidades de trazer contribuições para a formação de professores de ciências/física numa perspectiva sócio-cultural-histórica.

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## ANEXO 1

Episódio : Folha de alumínio no eletroscópio.

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