ANÁLISE DOS OBJETIVOS DE UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO COM BASE NO ENSINO POR INVESTIGAÇÃO

## ANÁLISE DOS OBJETIVOS DE UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO COM BASE NO ENSINO POR INVESTIGAÇÃO

## Mayara Palmieri, Lúcia Helena Sasseron

Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo, mayara.palmieri@usp.br, sasseron@usp.br

## Resumo

O foco deste trabalho é estudar os objetivos elencados por um professor de Física ao planejar uma sequência de ensino sobre temas da Física Moderna e Contemporânea para o Ensino Médio. Para este estudo, nossos principais referenciais teóricos transitam pelas pesquisas acerca da Alfabetização Científica, do Ensino por Investigação e das Práticas Epistêmicas. Para a categorização dos objetivos, propusemos quatro grandes códigos: objetivo de natureza epistêmica, objetivo de natureza conceitual, objetivo de natureza social e objetivo de natureza operacional. Após a categorização, os resultados mostram que os objetivos de natureza epistêmica representam uma alta parcela (cerca de 73%) da totalidade dos objetivos elencados. Este alto percentual pode ser um indicativo de que a sequência de ensino planejada utiliza de muitos aspectos do Ensino por Investigação, ou seja, aspectos do desenvolvimento do raciocínio científico, característica esta que contrapõe os moldes mais tradicionais de ensino de ciências.

Palavras-chave : Ensino por investigação; Alfabetização Científica; Práticas Epistêmicas

## Introdução e Objetivos

Ao longo dos anos, a pesquisa em ensino de ciências tem mostrado a importância de que os estudantes tenham, cada vez mais, papel ativo nas aulas, desempenhando ações e procedimentos que coloquem em evidência o caráter crítico e o debate de ideias como aspectos centrais para a aprendizagem (Carvalho, 2011, Duschl e Jiménez-Aleixandre, 2009, entre outros).

Mais recentemente, o desenvolvimento da alfabetização científica tem sido entendimento como o objetivo do ensino de ciências que pretende conferir autonomia intelectual aos estudantes por meio do desenvolvimento de conhecimentos conceituais, entendimentos sobre aspectos da natureza das ciências e dos fatores que influenciam sua prática e percepção da existência de relações entre ciência, tecnologia e sociedade (FOUREZ, 1994, HURD, 1998, SASSERON, 2008, SASSERON e CARVALHO, 2008).

Estudos na área tem dado destaque às práticas de investigação como uma das formas para desenvolver a alfabetização científica entre os estudantes (SASSERON, 2008, TRIVELATO e TONIDANDEL, 2015, MOTOKANE, 2015). Entendemos que o ensino por investigação pode, portanto, ser considerado uma forma de trabalhar em sala de aula que auxilia no desenvolvimento da alfabetização científica.

Recentemente, Osborne (2016) propõe dar atenção ao desenvolvimento do raciocínio científico em sala de aula. Em sua perspectiva, três tipos de conhecimento devem ser desenvolvidos em situações de ensino para o desenvolvimento deste

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raciocínio: o conhecimento conceitual, o conhecimento processual e o conhecimento epistêmico. Vale notar que estes três tipos de conhecimento têm estreita relação com aspectos elencados para o desenvolvimento da alfabetização científica.

Para entender mais acerca do que Osborne (2016) discute ao se referir ao conhecimento epistêmico, recorremos aos estudos que tratam do desenvolvimento das práticas epistêmicas.

Em linhas gerais, esta discussão encontra respaldo em Longino (2002) e seu entendimento sobre o caráter social da construção do conhecimento. Para esta pesquisadora, o que torna o conhecimento social objetivo é a existência de "normas sociais do conhecimento social", a saber: a apresentação, a compreensão crítica, os critérios públicos e a constituição de igualdade.

Utilizando nesta proposição, Kelly (2011) e Kelly e Licona (in press) propõem práticas epistêmicas que se associam ao trabalho de sala de aula. Para estes pesquisadores, as práticas epistêmicas do ensino de ciências são: a proposição, a comunicação, a avaliação e a legitimação.

Nosso entendimento é que uma forma de trabalho em sala de aula de ciências que possa trazer à tona estas ideias é justamente o ensino por investigação, uma vez que estas práticas colocam o aluno como sujeito ativo na construção de entendimento sobre conceitos científicos e sobre práticas do fazer científico a partir de problemas propostos e da investigação orientada pelo professor. Em oposição ao dito ensino tradicional e conteudista, o ensino por investigação visa à liberdade intelectual do aluno para que ele possa negociar e argumentar acerca dos seus pontos de vista e seja capaz de refutar a outros. Tirando o foco do ensino baseado na fixação do conteúdo, o ensino por investigação põe em prática a reflexão e a criticidade do aluno na construção do conhecimento científico, e portanto, demanda que o professor planeje atividades investigativas.

Considerando estes pressupostos, neste trabalho, pretendemos analisar quais os objetivos elencados por um professor quando elabora uma sequência de ensino e nos possibilitar construir relações entre a proposta e os fundamentos do ensino por investigação. De modo específico, queremos responder à seguinte pergunta de pesquisa: Os objetivos elencados no planejamento de uma sequência de ensino permitem classificá-la como uma sequência de ensino investigativa?

## Alfabetização Científica e Ensino por Investigação

Sendo a alfabetização científica (AC) um objetivo do ensino de ciências que coloca sua própria natureza e sua epistemologia como conteúdos curriculares, aspectos do fazer científico, da linguagem científica e, de modo mais geral, da cultura científica devem ser trabalhados em sala de aula. Sasseron (2008) propõe uma concepção de ensino de ciências a qual promova condições para que os alunos sejam inseridos na cultura científica.

- (...) usaremos a 'alfabetização científica' para designar as ideias que temos em mente e que objetivamos ao planejar um ensino que permita aos alunos interagir com uma nova cultura, com uma nova forma de ver o mundo e seus acontecimentos, podendo modifica-los e a si próprios através da prática consciente propiciada por interação cercada de saberes de noções e

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conhecimentos científicos, bem como das habilidades associadas ao fazer científico. (p.12)

Tendo em vista a AC, também como um processo de aproximação a uma cultura, no caso, a cultura científica, o ensino de ciências deve dar conta de abordar um conjunto de práticas com as quais os alunos interajam para a construção de entendimento sobre conceitos e elementos do fazer científico.

Na seção anterior, apresentamos algumas ideias sobre a relação entre o desenvolvimento da AC e o ensino por investigação. É importante destacar que nossa concepção do ensino por investigação alinha-se ao que propõem Solino et al (2015) ao entendê-lo como uma abordagem didática. Esta ideia coloca no centro da discussão os modos de interação possibilitados pelo professor e construído da relação com os estudantes. Além disso, permite conceber o ensino por investigação dissociado de um determinado tipo de atividade específica, mas possível de ser concretizado nas mais variadas atividades escolares, pois o que imprime o caráter investigativo é o estabelecimento de interações entre professor, alunos, materiais e conhecimentos. Dito de outro modo, conceber o ensino por investigação como abordagem didática requer concebê-lo como o desenvolvimento de práticas que se assemelham àquelas que, segundo Longino (2002), seguem às normas sociais do conhecimento social.

Para colocar em sala de aula o ensino por investigação, Carvalho (2011) atenta para a importância do planejamento das aulas:

'Ao ensinar ciências por investigação estamos proporcionando aos alunos oportunidades para olharem o problemas do mundo elaborando estratégias e planos de ação. Desta forma o ensino de ciências se propõe a preparar o aluno desenvolvendo em sala de aula habilidades que lhes permitem atuar consciente e racionalmente fora do contexto escolar' (p. 253)

De forma a aproximar os estudantes das práticas investigativas das ciências, atividades e problemas investigativos em sala de aula permitem que os mesmos possam ter contato com dados empíricos, confronto de perspectivas e resultados teóricos, de forma que as ações de construção de conhecimento em sala de aula possam ser assemelhar das ações para a construção de conhecimento realizadas pela comunidade científica.

Carvalho (2013), com o objetivo de favorecer a compreensão da implementação desta abordagem em sala de aula, elabora o que chama de Sequência de Ensino Investigativa (SEI):

- (...) sequências de atividades (aulas) abrangendo um tópico do programa escolar em que cada atividade é planejada do ponto de vista do material e das interações didáticas visando proporcionar aos alunos: condições de trazer seus conhecimentos prévios para iniciar novos, terem ideias próprias e poder discuti-las com seus colegas e com o professor passando do conhecimento espontâneo ao científico e adquirindo condições de entenderem conhecimentos já estruturados por gerações anteriores (p.9)

A autora ainda defende que o professor é agente importante para a promoção o processo de conceitualização, proveniente da interação coletiva com o problema, além das interações discursivas entre os próprios alunos, reafirmando a concepção do ensino pro investigação como uma abordagem didática.

Reforçamos que nosso entendimento aponta que uma Sequência de Ensino Investigativa, em seu planejamento, precisa considerar aspectos do

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desenvolvimento do conhecimento conceitual e do conhecimento epistêmico em sala de aula.

## Práticas Epistêmicas

Partindo das ideias apresentadas por Kelly (2011) entendemos a ciência como uma construção social e, sendo assim, a linguagem e seu uso relacionam-se com o conhecimento e com seu aprendizado. Dentre os objetivos do ensino de ciências, expostos anteriormente por meio da AC, o autor propõe o desenvolvimento de práticas epistêmicas entre os alunos, definindo-as como atividades sociais de produção, comunicação, avaliação e legitimação do conhecimento (KELLY e LICONA, in press).

Mesmo sabendo do caráter social da construção da ciência enquanto área de conhecimento, seu traço quase que exclusivamente conteudista no que se refere ao ensino de ciências tradicional ainda é muito difundido. Não sugerimos que o estudo de conceitos científicos não seja importante, mas insistimos que os caminhos que a ciência segue na sua forma de construção estão imersos em contextos histórico, político, filosófico e social, e tais características devem também ocupar espaço de destaque em sala de aula. O ensino de ciências baseado apenas na transmissão de conceitos não tem se mostrado bem sucedido, pois, comumente, os processos discursivos tem sido negligenciados (KELLY, 2011) ou se mostram presentes apenas em momentos em que o professor está transmitindo certo conhecimento de forma expositiva ou na realização de experimentos, ambas as situações presentes no ensino tradicional. Assim, pesquisadores da área vem propondo um ensino com foco nas práticas epistêmicas, em que, por meio destas, os alunos possam desempenhar atividades discursivas de forma a se engajarem para desenvolver e construir outros aspectos presentes na ciência, como sociais, contextuais e epistêmicos. Os processos discursivos propostos pelas práticas epistêmicas no ensino vão ao encontro dos objetivos da AC, uma vez que se espera que, por meio da linguagem, os estudantes possam desenvolver habilidades de pensamento lógico e crítico, próprias das ciências, e possam, ao mesmo tempo, exercitar e desenvolver práticas de comunicação e de argumentação científicas, descontinuando o papel passivo receptor de informações ao qual usualmente estão vinculados.

## Metodologia

Para responder à nossa pergunta de pesquisa, analisaremos o material didático vinculado a uma sequência de ensino sobre tema de Física Moderna e Contemporânea (FMC) elaborada por Souza-Lopes (2013) para ser implementada em aulas do Ensino Médio. Segundo proposto no texto de apresentação do material desta sequência de ensino, tem-se o intuito de promover a participação ativa dos alunos em discussões para construção do entendimento sobre conhecimentos sobre Física. A sequência de ensino 'E o elétron: é onda ou partícula?' é composta por diferentes tipos de atividades, tais como leitura e discussão de texto, realização de experimentos empíricos e simulações virtuais, para abordar temas relacionados à história e à epistemologia da ciência, especificamente aspectos vinculados ao estudo de interpretações dadas à natureza do elétron ao longo dos anos. A sequência de ensino foi estruturada considerando ser desenvolvida ao longo de

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nove encontros, cada qual com uma série de objetivos elencados. Neste trabalho, interessamo-nos apenas pelos objetivos descritos no texto de apresentação da mesma, uma vez que neste estudo, conforme já mencionado, pretendemos analisar se os objetivos elencados no planejamento de uma sequência de ensino permitem classificá-la como uma sequência de ensino investigativa.

- A partir dos estudos teóricos anteriormente mencionados, propusemos categorias que permitem classificar os diversos objetivos listados no material. São elas:
- - Objetivo de natureza conceitual: Refere-se ao trabalho com conteúdos específicos de determinado assunto;
- -Objetivo de natureza epistêmica: Relaciona-se com aspectos do desenvolvimento do trabalho investigativo para a proposição de conhecimento científico;
- - Objetivo de natureza social: Trata das interações interpessoais ocorridas em sala de aula e dos aspectos éticos e morais que podem e devem estar envolvidos nestas interações;
- - Objetivo de natureza operacional: Trata de aspectos ligados às ações manipulativas realizadas em atividades empíricas e investigativas.

A partir dos objetivos listados no material didático da SEI, realizamos a categorização usando os parâmetros acima apresentados. Essa categorização foi feita inicialmente por uma das autoras e a validação desta análise passou por aprovação conjunta das autoras, em discussões em que, havendo divergência, a categorização final dava-se após discussão e definição de um consenso. Na próxima seção, apresentamos alguns resultados advindos desta categorização.

## Resultados

No material didático da sequência de ensino 'E o elétron: é onda ou partícula?', pudemos encontrar 58 objetivos listados. Todos eles foram categorizados conforme nossos parâmetros. Em alguns casos, mais de uma categoria foi atribuída a um mesmo objetivo. Apresentamos abaixo uma tabela que aponta uma síntese desta análise.

Tabela 1 - Frequência das categorias nos objetivos elencados

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Ao longo do processo de categorização, em alguns casos, foi necessária a atribuição de mais de uma categoria para um mesmo objetivo. Podemos notar a presença expressiva dos objetivos que foram classificados como "objetivos de natureza epistêmica e conceitual" e como "objetivo de natureza epistêmica", representando 73% dos objetivos elencados para a sequência de ensino. Estes dados apontam a forte presença de aspectos do ensino por investigação, onde o aluno é solicitado a levantar hipóteses, é confrontado com diferentes perspectivas de determinado assunto, tem contato com resultados empíricos de maneira a se aproximar das ações da ciência da academia e construir suas próprias conclusões.

A fim de ilustrar nossa análise, trazemos alguns exemplos abaixo:

- -' Elencar hipóteses sobre comportamento de partículas ' - Objetivo de natureza epistêmica e conceitual

Na perspectiva epistêmica, o professor faz menção ao levantamento de hipóteses, prática esta do fazer científico. Aqui não ocorre a simples e rígida transmissão de conhecimentos, mas coloca o aluno em um processo ativo, indo de encontro aos objetivos do ensino por investigação. Analisamos como sendo também um "objetivo conceitual", uma vez que o professor tenha a intenção de trabalhar o comportamento de partículas.

- - ' Manipular um aparelho de difração de elétrons em baixa tensão, de forma que funcione como um aparelho de Raios Catódicos simples (semelhante ao de JJ Thomson) ' - Objetivo de natureza operacional

Analisamos o objetivo exposto acima como característico do cotidiano da ciência desenvolvida na academia em laboratórios de pesquisa, sendo possível perceber aspectos do "objetivo de natureza operacional", que por diversas vezes nao está presente no cotidiano da ciência escolar, seja por motivos estruturais da escola, seja pela falta de práticas experimentais em sala de aula.

- - ' Estimular a colaboração e a busca de consenso entre estudantes através de atividades em grupos ' - Objetivo de natureza social

Durante a categorização, percebemos características do "objetivo de natureza social" ao depararmo-nos com objetivos como o elencado acima. Outro aspecto significativo ao bom andamento da investigação em sala de aula é o "objetivo de natureza social", o qual faz contraponto a interação individual do aluno com o material ou com o professor. Ao contrário, mais uma vez aproxima os alunos de uma investigação científica na perspectiva da troca de informações e resultados entre os grupos de pesquisa dando a oportunidade de desconstruírem uma das visões deformadas da ciência segundo Gil-Perez et al (2001) que diz respeito ao individualismo nas práticas da ciência.

## Considerações finais

Nosso objetivo com esse estudo era identificar quais são os objetivos elencados por um professor quando elabora uma sequência de ensino. A partir dos estudos teóricos sobre o ensino por investigação na perspectiva do desenvolvimento da AC e das práticas epistêmicas, propusemos categorias para analisar estes objetivos. A análise dos resultados revela que há uma forte presença de objetivos de

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natureza epistêmica e de objetivos de natureza epistêmica e conceitual. O trabalho com tais objetivos pode contribuir para o desenvolvimento do ensino por investigação (CARVALHO, 2013) e do raciocínio científico (OSBORNE, 2016). Interessante notar que a maior parte dos objetivos envolve mais de uma categoria e que em sua são combinações de natureza epistêmica e conceitual ou somente epistêmica.

Interessante notar como os objetivos elencados pelo professor, explorando aspectos sociais, como o trabalho em grupo no estimulo do consenso e colaboração, aspectos operacionais e conceituais, desde o manuseio de determinado aparato experimental até a verificação do comportamento de ondas e os aspectos epistêmicos ditos acima, são coerentes e dão consistência para reforçar a concretização do ensino por investigação como uma abordagem didática, mas, ainda assim, eles aparecem em baixo percentual.

Por fim, entendemos que esta nossa análise permite um olhar mais objetivo para propostas de sequências de ensino e pode trazer, de antemão à implementação, uma mirada sobre aspectos que devem ser cuidados e considerados para que a investigação e o desenvolvimento da AC possa se tornar uma realidade.

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