Representações Sociais e o Ensino de Física

## Representações Sociais e o Ensino de Física

## Thaís Rafaela Hilger Marco Antonio Moreira 1 2

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UFRGS/IF, thais.hilger@ufrgs.br

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UFRGS/IF, moreira@if.ufrgs.br

## Resumo

Este trabalho visa apresentar a teoria das representações sociais, bem como situála no panorama do ensino de ciências, particularmente no de Física. É apresentado também o exemplo de uma pesquisa sobre conhecimentos de Física Quântica de alunos de ensino médio utilizando este referencial e empregando técnicas de Escalonamento Multidimensional (MDS) e de Análise de Agrupamentos Hierárquicos (AAH) a partir dos dados obtidos com o uso de Testes de Associação Escrita e Numérica de Conceitos (TAEC e TANC, respectivamente). Em função dos resultados encontrados, são apresentados alguns indícios sobre a influência dos meios de divulgação - como filmes, livros e revistas que abordam a Física Quântica de modo diferente do aceito no meio científico e a relacionam a fenômenos diversos, como o pensamento e a alma, por exemplo - nessas representações, que participam do conhecimento prévio dos estudantes das turmas pesquisadas e que podem auxiliar ou dificultar o processo de aprendizagem. O conhecimento prévio do aprendiz tem grande influência na aprendizagem de novos conhecimentos, mas esse conhecimento prévio, que usualmente serve de ancoradouro cognitivo e facilita a atribuição de significados às novas informações, pode também funcionar como obstáculo para a aquisição de novos conhecimentos. Talvez seja o caso das possíveis representações sociais da Física Quântica, que os alunos podem estar construindo em função da informação alternativa (por exemplo, sociedade quântica, mente quântica, etc.) que lhe chega em abundância através da mídia. Assim como no passado se deu muita atenção, na pesquisa em ensino de ciências, às concepções alternativas e à mudança conceitual, provavelmente, chegou o momento de dar atenção às representações sociais e à mudança representacional.

Palavras-chave: representações sociais, ensino de Física, Física Quântica.

## Introdução

Existe uma frequente preocupação no ensino de Física em saber qual o conhecimento prévio dos estudantes. Na década de setenta do século passado, por exemplo, foram realizados tantos estudos nessa linha que a mesma pode ser chamada de 'a década das concepções alternativas'. Muitas teorias de aprendizagem se preocupam com a situação cognitiva do aluno, seja esta situação algo que se desenvolve naturalmente ou que necessita de um parceiro, professor ou meio sócio-cultural. Nesta perspectiva, as representações sociais podem atuar como variáveis importantes no desenvolvimento do aprendiz.

Alguns temas curiosos envolvendo a Física vêm sendo repetidamente expostos na mídia, como é o caso das tecnologias e mesmo de conjecturas a respeito do desenvolvimento da humanidade e seu futuro. É difícil pensar que o jovem seja bombardeado todos os dias com essas interessantes informações e, ao mesmo tempo, se interesse pela Física da escola.

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Uma boa hipótese para explicar esse problema talvez seja a falta de relação entre o conteúdo escolar e as novidades que permeiam a vida dos alunos desta década, que não mais dedicam sua atenção ao funcionamento das alavancas, dos motores a combustão, do movimento de rotação da Terra, e todo o conhecimento estático da Física tradicional. Aproveitar aquilo que deve lhes interessar talvez seja uma boa forma de conquistá-los à Física, esta ciência tão rica e dinâmica, mas que parece tão antiquada.

Muitas representações sociais são elaboradas com a intenção de suprir a falta de conhecimento real sobre fenômenos que não são adequadamente explicados, seja na escola, na televisão ou em outras formas de contato que o sujeito possa ter com o assunto de interesse. A exploração dessas representações sociais já vem sendo aproveitada em outras áreas, como a Biologia, por exemplo. Talvez seja hora de pensarmos um pouco sobre a Física e a emergência dessas representações.

## Representações sociais

As representações sociais se compõem de um conjunto de informações, de crenças, de opiniões e de atitudes a propósito de um objeto dado. Além disso, este conjunto de elementos é organizado e estruturado (Abric, 2001, p. 18). Por isso, é preciso conhecer o conteúdo e identificar a organização e a estrutura de uma representação social, além de saber como os elementos que a compõem se relacionam com a estrutura cognitiva do sujeito.

Quanto à organização das representações sociais, as ideias mais importantes e estáveis estão inclusas no chamado núcleo central, enquanto os elementos mais acessíveis e flexíveis são armazenados na periferia. O núcleo é sempre consensual e compartilhado conferindo significado à representação, organizando, estabilizando e unificando as ideias do sujeito sobre o objeto e, por isso, caracterizando a identidade de cada grupo. Se o núcleo de duas representações é diferente têm-se duas representações também diferentes. Já a periferia tem como função principal proteger o núcleo e garantir a individualidade de cada sujeito. Assim, sua existência permite atualizar a representação e adaptá-la ao contexto: as contradições e incorporações individuais que aparecem na periferia são complemento indispensável do núcleo, uma vez que a periferia apresenta relação direta com ele.

É a existência desse duplo sistema que permite entender uma das características essenciais da representação social que poderia parecer contraditória: são às vezes estáveis e móveis, rígidas e flexíveis. Estáveis e rígidas porque estão determinadas por um núcleo central profundamente ancorado no sistema de valores compartilhado pelos membros do grupo; móveis e flexíveis porque são alimentados por experiências individuais e integram a vivência e a situação específica, a evolução das relações e das práticas sociais nas quais os indivíduos ou os grupos estão inseridos (op. cit., p. 27).

As pessoas formam uma representação e buscam informações a respeito de um objeto apenas após adotarem um posicionamento e em função desse posicionamento. Uma representação social é ainda uma modalidade de conhecimento que visa coordenar as condutas do sujeito e suas interações com o grupo. É um modo de esclarecer atividades sociais, antecipando e justificando comportamentos e práticas sociais.

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Por serem elaboradas em grupos sociais, nos quais os indivíduos trocam informações e interagem com o objeto, existe uma diversidade de representações sociais. Elas são construídas conforme essas relações com o objeto, constituindo-se de diferentes versões de um mesmo conhecimento e variando conforme algumas condições de emergência. Os três mais importantes fatores de emergência que definem a pluralidade das representações sociais são:

- 1) dispersão da informação: a informação a que o os sujeitos têm acesso pode apresentar significados diferentes para cada grupo ou para cada indivíduo de um mesmo grupo social, sofrendo alterações e distorções no processo de comunicação.
- 2) focalização: os aspectos considerados importantes para o sujeito são determinados pelo acesso a informação ou mesmo por interesses, crenças, ideologias e valores pessoais, impedindo que haja uma visão global sobre o objeto.
- 3) pressão à inferência: no período entre a constatação do fenômeno e a tomada de posição a respeito dele, o sujeito não apresenta conhecimento suficiente sobre o objeto, favorecendo a aderência às opiniões dominantes no grupo.

Além dessas condições, ainda é preciso que o objeto tenha valor para o grupo com o qual se relaciona, proporcionando razões para o surgimento das representações sociais. O objeto não deve apresentar uma interpretação clara, fazendo com que o sujeito se apóie e compartilhe a opinião do grupo, criando interações e comportamentos dirigidos para o grupo e do grupo para os indivíduos. O grupo não deve estar submetido a princípios que controlem seus pensamentos e atitudes em relação ao objeto, o que impediria a busca por explicações alternativas (Moliner, 1996, p. 35-48).

Depois de satisfeitas essas condições, dois processos são envolvidos na criação de uma representação social. Um deles é a objetivação , que traduz a idéia por meio de imagens e permite que o objeto seja interpretado. No decorrer de processos comunicativos, algumas informações sobre o objeto são previamente selecionadas entre as fornecidas e, depois, são integradas em um todo coerente e retidos pelo indivíduo.

Simultaneamente, ocorre a ancoragem , que se refere à integração cognitiva do objeto representado dentro do sistema de pensamento preexistente e às transformações derivadas desse sistema (Jodelet, 1986, p. 486). Trata-se da inserção do objeto em uma estrutura familiar e previamente constituída, trazendo ao objeto um contexto inteligível. Assim o objeto é traduzido em sentido e significado, instrumentalizando o conhecimento e enraizando-o na estrutura cognitiva do sujeito.

A formalização do conhecimento possui o objetivo de familiarizar o sujeito ao objeto e ocorre após esses dois processos: a finalidade de todas as representações é tornar familiar algo não familiar, ou a própria não-familiaridade (Moscovici, 2003, p. 54). O novo objeto deve ser entendido e explicado a partir de sistemas familiares ao sujeito, o que garante a relação entre as funções cognitivas básicas, a representação social e sua função social (Jodelet, 1986, p. 486-492).

Resumidamente, pode-se afirmar que os conhecimentos são produzidos nos no meio acadêmico e extrapolados para o meio social através dos meios de comunicação, em uma versão supostamente acessível. Os sujeitos são pressionados a tomar posição em relação às informações que são veiculadas, de modo insistente, nesses meios de comunicação. E, para manifestar-se sobre o novo

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conhecimento, em parte desconhecido, precisam processar estas informações através da objetivação e da ancoragem.

Ao final desses processos, tem-se uma representação construída e compartilhada socialmente e que, com frequência, está distante daquela produzida. Surge, então, um novo senso comum, com efeitos sobre a compreensão e explicação da realidade que podem favorecer ou impedir a aprendizagem. Desta forma, é necessário investigar que ideias sobre a Física Quântica circulam no meio escolar e acadêmico, possibilitando a detecção de possíveis representações sociais dessa área da Física.

## Representações sociais e o ensino de ciências

A partir de uma revisão de literatura (Hilger, 2009) entre os anos de 1998 e 2008 1 , em algumas das revistas mais importantes de ensino e pesquisa em ciências, nacionais e internacionais, foi observado como as representações sociais são abordadas na área. Desde então não foi observada mudança significativa no perfil dos artigos publicados por essas revistas.

Entre os vinte um artigos publicados, constatou-se a prevalência de estudos na área de Biologia. Destes, quinze contemplavam ideias sobre saúde (doenças e sua forma de transmissão) e três tratavam do meio ambiente. Também a maior parte dos estudos tem por base um pequeno grupo de investigados (em média menos de 30 pessoas) e dezesseis deles utilizaram entrevistas na coleta de dados. Apenas seis trabalhos apresentaram público-alvo com maior número de participantes, cerca de cem, e aplicaram testes associativos.

Não foram encontrados artigos, neste período, que fizessem referência ao ensino de Física. Esta ausência indica a necessidade de uma maior preocupação com as representações sociais nesta área, pois muitos temas são de interesse da população e permanecem sem a adequada investigação. Um exemplo são os conhecimentos que os estudantes de ensino médio apresentam sobre a Física Quântica, que estão atualmente sendo investigados sob a luz deste referencial (Moreira, Hilger & Prass, 2009; Hilger, Moreira & Silveira, 2009), para que se possa promover o melhor aproveitamento das aulas envolvendo este assunto.

## Representações sociais da Física Quântica

Foram investigados 236 alunos, das três séries do ensino médio, na cidade de Porto Alegre - RS, sobre suas ideias a respeito da Física Quântica. Para atingir tal número de pesquisados, foi necessário utilizar uma metodologia compatível dentro do referencial das representações sociais. Optou-se assim pelo uso de um questionário contendo: um Teste de Associação Escrita de Conceitos (TAEC), um Teste de Associação Numérica de Conceitos (TANC) e uma ficha de identificação a respeito da escolaridade e idade do respondente.

A utilização do TANC permitiu o acesso rápido ao grau de similaridade e dissimilaridade entre os termos. Neste teste o sujeito enumera o grau de proximidade entre cada par de palavras, com valores entre 1 (muito similar) e 7 (pouco similar). Apesar da agilidade na identificação dessas relações, o TANC

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apresenta a desvantagem de fornecer uma estrutura superficial, que pode ser tranquilamente minimizada com o uso de técnicas auxiliares, como o TAEC, por exemplo. A técnica de associação escrita de conceitos auxilia no entendimento sobre as relações entre as palavras fornecidas, permitindo ainda

o acesso, muito mais fácil e rapidamente do que em uma entrevista, aos elementos que constituem o universo semântico do termo ou do objeto estudado. A associação livre permite a atualização de elementos implícitos ou latentes que seriam perdidos ou mascarados nas produções discursivas (Abric, apud. Sá, 1998, p. 91).

Assim, a escolha do instrumento tornou possível que se pesquisasse um grande número de pessoas, sem a perda de conteúdo que seria obtido através de entrevista. Para a obtenção das palavras que compõem o núcleo central da representação optou-se em pedir ao sujeito para efetuar ele mesmo sobre sua própria produção um trabalho cognitivo de análise, de comparação, de hierarquização (ibid.), fazendo uma marcação nas três palavras associadas que considerasse as mais relevantes e enumerando-as de 1 a 3 de acordo com a importância, onde 1 corresponde a palavra mais importante entre todas as associadas.

A escolha das palavras fornecidas em ambos os testes não foi aleatória, mas envolveu uma pesquisa prévia, realizada via internet (e-mail e site). Perguntouse ao público 'o que você associa com a expressão 'Física Quântica'?'. Foram obtidas 284 respostas, contendo diferentes formas de associação, como palavras, títulos de filmes e livros, nomes de cientistas, etc. Registrou-se a ocorrência de 1661 termos, dos quais 828 apareciam mais de uma vez. As dez palavras escolhidas para compor os testes foram as mais lembradas pelos respondentes: 5 termos relacionados diretamente à teoria quântica (Física Quântica, incerteza, partícula, probabilidade e quantum) e 5 termos aleatórios, mas que apresentaram grande número de associações (alma, espiritualidade, pensamento, sobrenatural e sucesso).

Após a coleta de dados, utilizando o questionário, foi realizada a análise estatística baseada nas técnicas de Escalonamento Multidimensional (MDS) e Análise de Agrupamentos Hierárquicos (AAH) (Kruskal,1978; Santos & Moreira, 1991). De posse das respostas para cada sujeito, foram obtidas matrizes médias, com a similaridade atribuída em cada teste. As matrizes de similaridade são obtidas diretamente, no caso do TANC, onde o sujeito enumera diretamente o grau de similaridade com valores entre 1 e 7, e indiretamente, no caso do TAEC, onde são obtidos coeficientes de correlação (Garskof & Houston, 1963) baseados na disposição das associações que se repetem a cada par de palavras.

Essas matrizes médias, para cada grupo em separado, constituem os dados de entrada para o programa de tratamento estatístico, neste caso o SPSS 8.0. Foram geradas então as representações gráficas, que refletem aspectos da estrutura cognitiva dos respondentes, a partir dessas matrizes médias. Obteve-se então dois mapas gráficos para cada grupo analisado, um proveniente das matrizes do TANC e outro a partir das matrizes do TAEC.

É necessário estabelecer, para cada mapa destes, dois parâmetros (stress e RSQ) que garantem que os mapas não correspondem a dados de entrada aleatórios. O stress indica quão bem o mapa obtido está ajustado aos dados fornecidos e à função que guia a distribuição dos pontos no diagrama, isto é, quanto menor o stress , mais bem adequada está a configuração ao que se quer

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representar. Já o coeficiente de correlação ao quadrado (RSQ) fornece a porcentagem da variância dos dados que podem ser explicados pela configuração obtida. Ambos são calculados automaticamente pelo programa estatístico utilizado. Para o caso aqui apresentado, os valores estão de acordo com os estabelecidos por Greca (2000, p. 85), que para duas dimensões e significância estatística inferior a 0,05, deve ser no máximo 0,17 para o stress e 0,78 no mínimo para o RSQ.

Para complementar o estudo, foi realizado um estudo qualitativo sobre as marcações realizadas pelos estudantes no TAEC, onde os três termos escolhidos foram considerados para análise dos elementos que compunham o núcleo e a periferia das representações. Esta técnica adicional está de acordo com a teoria do núcleo central (Sá, 1996), e fornece indícios sobre a hierarquia e a dinâmica das representações sociais.

## Resultados

Neste trabalho são apresentados apenas resultados obtidos a partir do TANC para os 236 estudantes de Ensino Médio que participaram da pesquisa. Outros aspectos relacionados a esta pesquisa podem ser encontrados em Moreira, Hilger & Prass (2009) e Hilger, Moreira & Silveira (2009). Tradicionalmente não são vistos conteúdos específicos relacionados à Física Quântica durante o primeiro semestre letivo, período de aplicação dos questionários. Assim, não houve contato dos alunos com o assunto em sala antes de sua participação na pesquisa.

Na configuração obtida para os dados do TANC das séries apresentadas, o que se percebe é a presença de dois conjuntos, possivelmente devido às palavrasestímulo pertencerem ou não à Física. Esta característica pode ter ocasionado a classificação, ou numeração, das palavras como pertencentes ou não à Física em geral, ao invés de similares ou não entre si. Abaixo são apresentadas as configurações obtidas a partir das associações numéricas para as três séries. São observados dois conjuntos: à esquerda palavras ligadas à Física em geral e, portanto, à Física Quântica, e à direita palavras não ligadas à Física.

Figura 01 : Diagrama em duas dimensões obtido a partir do TANC para estudantes do 1º ano do Ensino Médio. (stress 0,15070 e RSQ 0,91020)

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Figura 02 : Diagrama em duas dimensões obtido a partir do TANC para estudantes do 2º ano do Ensino Médio. (stress 0,13579 e RSQ 0,93138)

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A palavra incerteza, na configuração das três séries, aparece próxima de termos que não se relacionam à Quântica e, então, não corresponde ao princípio da incerteza, mas assume seu significado cotidiano - dúvida - e aparece na parte direita da configuração.

Figura 03 : Diagrama em duas dimensões obtido a partir do TANC para estudantes do 3º ano de Ensino Médio. (stress 0,12724 e RSQ 0,94006)

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A seguir são apresentados dois exemplos para cada série, de associações escritas, em relação ao termo Física Quântica: na primeira coluna têm-se as respostas de dois alunos de 1º ano, na segunda coluna para o 2º ano e na última coluna dois exemplos de associações realizadas no 3º ano.

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Tabela 01 : Exemplos de associações para o termo Física Quântica.

Os exemplos acima apontam para a existência de uma possível representação social para estes grupos. Os elementos desta representação se misturam às representações que estes estudantes possuem sobre a disciplina e os conteúdos de Física e com a relação com as aulas. Esses exemplos evidenciam ainda que se exista, de alguma forma, o contato desses alunos com a teoria quântica, não se dá em sala de aula, pois geralmente não faz parte da grade curricular do Ensino Médio e, quando faz, dificilmente é abordada.

Assim, supõe-se que o único meio de interação do estudante com esse assunto seja através da mídia. Esta relação entre meios de divulgação e quântica exerce influência em suas representações sociais e, de acordo com as evidencias apresentadas aqui e em outros estudos já citados, é possível que os alunos tenham interesse no assunto, mas tomam contato apenas com uma 'quântica alternativa'.

## Conclusão

Muitas teorias de aprendizagem apontam para a relevância do conhecimento prévio dos estudantes, uma vez que estes podem atuar como facilitadores ou como barreiras na aprendizagem dos conteúdos escolares. Apesar de ser uma ferramenta importante na identificação destes conhecimentos, o referencial das representações sociais é mais conhecido e utilizado em outras áreas do ensino de ciências, sendo negligenciado na Física.

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Além do conhecimento prévio, também é fundamental que os estudantes estejam motivados a aprender. Muitas vezes o professor enfrenta em classe um problema difícil de resolver: a falta de interesse dos alunos pelas aulas de Física. Buscou-se aqui apresentar um indicativo da existência de interesse dos estudantes por temáticas mais atuais e divulgadas na mídia.

Não se pretende tratar do mérito da inserção de conteúdos como a Física Quântica no ensino médio, mas apontar para a busca de informação sobre o tema pelos alunos dessas séries. Esta motivação pode ser mais bem aproveitada pelos professores, principalmente a fim de se evitar a proliferação de formas alternativas de conhecimento.

Assim, o professor pode se apoiar nas representações sociais como referencial para, após identificar o conhecimento e o interesse de seus alunos sobre diferentes assuntos, modificar suas aulas, com vistas ao melhor desenvolvimento dos estudantes frente a conteúdos de Física. Neste sentido, espera-se contribuir com a inserção deste referencial no ensino de Física e apontar para a necessidade de novos estudos na área.

## Referências

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