ANÁLISE DE SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE CIÊNCIAS: ENFOCANDO O DESENVOLVIMENTO DOS ARGUMENTOS ORAIS, DA ESCRITA E DA LEITURA DE CONCEITOS FÍSICOS ENTRE ALUNOS DO ENSINO FUNDAMENTAL

## ANÁLISE DE SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE CIÊNCIAS: ENFOCANDO O DESENVOLVIMENTO DOS ARGUMENTOS ORAIS, DA ESCRITA E DA LEITURA DE CONCEITOS FÍSICOS ENTRE ALUNOS DO ENSINO FUNDAMENTAL

## ANALYSIS OF TEACHING AND LEARNING SCIENCE SEQUENCES: FOCUS ON DEVELOPMENT OF PHYSICAL CONCEPTS BY ORAL ARGUMENTS, WRITING AND READING AMONG STUDENTS' ELEMENTARY SCHOOL

## Luciana Sedano 1 , Carla Marques Alvarenga de Oliveira 3 2 , Lúcia Helena Sasseron 3

1

Escola de Aplicação da Faculdade de Educação da USP, sedano@usp.br 2 Escola de Aplicação da Faculdade de Educação da USP, carlamao@usp.br 3 Faculdade de Educação da USP, sasseron@usp.br

## Resumo

Tradicionalmente no Brasil, o ensino de Ciências Naturais nos primeiros anos da escolarização é dedicado à abordagem de temas que envolvem a saúde, a higiene e o corpo humano. Os conceitos relacionados à química e à física, quando se fazem presentes no Ensino Fundamental, são apresentados como provenientes de uma ciência "pronta" e infalível, sem qualquer menção a questões acerca de seus fenômenos e suas implicações, além disso, estes conhecimentos são mostrados como tendo sido desenvolvidos por uma elite intelectual inacessível à grande maioria das pessoas. Resulta, então, a existência de um ensino pautado na operacionalização de exercícios de lápis e papel. Com o objetivo de promover um ensino capaz de levar os alunos a discutirem temas de ciências, suas tecnologias e os impactos delas para a sociedade e o meio ambiente, planejamos e elaboramos sequências didáticas para estes anos do Ensino Fundamental. A proposta apresentada fundamenta-se na aplicação das sequências didáticas investigativas em salas de aula. Estas sequências foram desenvolvidas com o objetivo de iniciar o processo de Alfabetização Científica entre os alunos do Ensino Fundamental. As atividades que constituem a proposta analisada pressupõem tanto o trabalho investigativo dos alunos em busca de soluções para problemas relacionados ao uso dos conhecimentos científicos pelo homem, quanto a valorização da sistematização dos conceitos científicos através da leitura e da escrita. Aplicamos a sequência em salas de aula de escolas públicas com alunos cuja idade variava entre 9 e 10 anos. Nossas análises levam em consideração de que modo a construção de conhecimentos físicos ocorre nestas aulas em que os alunos têm a oportunidade de envolverem -se com o trabalho prático para a investigação de problemas em atividades de leitura, escrita e argumentação oral.

Palavras -chave: Sequências didáticas, Ensino Fundamental, Leitura, Escrita, Argumentação

## Abstract

Traditionally in Brazilians classrooms, the teaching of Natural Sciences in Elementary School is dedicated to addressing issues involving health, hygiene and the human body. Concepts related to chemistry's and physics' knowledge, when they are present in this education level, are presented as coming from a science "ready" and infallible, without any mention of issues about its phenomena and their implications. In addition, these knowledge are shown as having been developed by some genius, by an intellectual elite inaccessible to the majority of people. It follows, then, the existence of teaching based on operationalization exercises, without relation with students' everyday. With the aim to promote an education that can lead students to discuss science subjects, their technologies and their impacts to society and the environment, we plan and prepare teaching and learning sequences for classes of those years of Elementary School . The proposal presented based on the implementation of these teaching and learning investigative sequences in classroom. These sequences were developed in order to begin the process of Scientific Literacy among students. The activities are also proposed analysis assumes both the investigative work of the students in finding solutions to problems related to the use of scientific knowledge by man, as the appreciation of the systematization of scientific concepts through reading and writing . We apply the result in the classrooms of public school with students between 9 and 10 years old. Our analysis takes into consideration how the building up of physical knowledge occurs in these classes where students have the opportunity to engage with practical work to investigate scientific problems in activities of reading, writing and oral argumentation.

Keywords: Teaching and Learning Sequences, Elementary School, Reading, Writing, Argumentation.

## Introdução

Existe uma grande parcela dos pesquisadores em Ensino de Ciências que se preocupa em discutir a importância de trabalhar, desde as séries iniciais do Ensino Fundamental, as disciplinas científicas integradas, debatendo um mesmo tema em que cada qual, com sua especificidade, traga seu olhar e seus fundamentos, além de apresentar as Ciências como uma construção humana em que debates e controvérsias são condições para o estabelecimento de um novo conhecimento.

Nossos anseios baseiam -se no intuito de se desenvolver e aplicar, nos primeiros anos do Ensino Fundamental, seqüências didáticas sobre temas de Ciências Naturais que proporcionem momentos em que os alunos trabalhem e discutam temas científicos, utilizando, para isso, ferramentas culturais próprias da comunidade científica, principalmente a experimentação, a pesquisa através da leitura e a escrita. Tendo em vista os dias atuais, em que as relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade fazem parte, mais ou menos intensamente, do dia-a-dia de todas as pessoas do mundo, parece-nos muito importante considerar estas interfaces ao se pensar o currículo de ciências, assim como afirmam, entre outros, pesquisadores como Fourez (1994), Hurd (1998) e Gil-Pérez e Vilches-Peña (2001).

Aprender a realizar investigações sobre problemas naturais para as quais seja necessário criar hipóteses, testar as ideias planejadas e construir conclusões

sobre os resultados alcançados e seus vínculos com a sociedade e o meio-ambiente são algumas das habilidades que pensamos que devam ser trabalhadas no ensino de Ciências em qualquer nível escolar. Assim, a proposição de atividades abertas nos primeiros anos de escolarização, como sugere Astolfi (1995), pode permitir que os alunos trabalhem ativamente, mas, ao mesmo tempo, devem ser planejadas para atingir os interesses desses alunos e, assim, permitir-lhes progressos intelectuais.

Além disso, tão importantes quanto a própria investigação são as maneiras como se relatam os passos desta investigação e os frutos obtidos por meio dela. Ler, escrever e falar sobre ciências são habilidades que vemos como necessárias de serem trabalhadas com os alunos para alcançar o objetivo de permitir-lhes um conhecimento mais estruturado das relações entre os conhecimentos construídos pelos cientistas e o modo como esses afetam suas vidas.

Estas ações (a realização de investigações por meio de etapas e passos próprios do trabalho científico mais a leitura e escrita de textos sobre ciências) caminham juntas e, portanto, defendemos a ideia de que se desenvolvem mais adequadamente quando trabalhadas de maneira conectada. Aprender ciências, então, requer, como já denunciava Sanmartí (1997), que se compreendam satisfatoriamente as formas pelas quais elas se expressam. Portanto, para se analisar, interpretar, compreender e criticar textos científicos, além de depender de habilidades de leitura, é necessário que se faça uso de conhecimentos de e sobre ciências.

No presente trabalho, desejamos responder à seguinte questão: Como a aplicação de seqüências didáticas investigativas favorece a formação de habilidades de leitura, escrita e argumentação entre alunos dos primeiros anos do Ensino Fundamental?

## Inspirações teóricas

Abaixo traçamos um breve panorama de estudos da área de Educação e de Ensino de Ciências que serviram como referências sobre as quais organizamos a análise dos dados aqui apresentados.

## Argumentação no ensino de Ciências

Não são recentes nem poucos os trabalhos em ensino de Ciências cujo foco é colocado sobre questões da argumentação. Estes estudos versam desde preocupações com questões mais teóricas sobre os processos argumentativos em sala de aula (Jiménez-Aleixandre et al, 2000, Driver e Newton, 1998, Lawson, 2000, 2002, Mortimer e Scott, 2002, Kuhn e Pease, 2008, entre outros) e também trabalhos que analisam a construção de argumentos em aulas de Ciências (Sasseron e Carvalho, 2009, Capecchi e Carvalho, 2000, Smith e Reiser, 2005, Vieira e Nascimento, 2009, entre outros). Neste trabalho, uma de nossas ênfases está posta sobre a construção de argumentos em sala de aula e, em vista de nossa análise, pretendemos investigar de que modo as interações entre professora e alunos permitem a construção de argumentos coerentes e consistentes, explicitando relações causais sobre o fenômeno estudado.

## Compreensão leitora no ensino de Ciências

A leitura é um procedimento de interação entre o leitor e o texto (Solé, 1998; Boruchovith, 2001; Kleiman, 2000, 2004). Nesse processo tenta-se seguir o objetivo que conduz à leitura: o leitor construir o significado do texto. A construção desse significado envolve a frequência de um leitor ativo que aciona e analisa o texto. Também sugere que sempre deva existir um objetivo para guiar a leitura, sempre lemos para alguma coisa, para alcançar alguma intenção. A importância da leitura no ensino de Ciências é defendida em diferentes pesquisas (Norris, Phillips, 2003; Nigro, 2007). A compreensão é uma atividade que resulta de uma representação construída a partir da relação do leitor com os assuntos tratados no texto. Tal habilidade extrapola a capacidade de agrupar letras, reconhecer palavras e organizá-las em frases. A construção dessa representação envolve uma variedade de habilidades. (Boruchovitch, 2001; Kleiman, 2004; McGuinness, 2006; Marcuschi, 2008). Nesse trabalho, apresentaremos indícios da compreensão leitora nas leituras realizadas pelos alunos durante a SD. Nos apoiaremos na singularidade dos dados (Ginsburg, 1989; Abaurre, Fiad e Mayrink-Sabinson 1997), tanto ao investigar os grifos realizados pelos alunos nos textos quanto ao buscar indícios da compreensão leitora na discussão realizada em sala de aula .

## Produção escrita no ensino de Ciências

Estudos demonstram que atividades realizadas em sala de aula, que permitem aos estudantes ouvir, falar, ler e escrever, aumentam o processo cognitivo de informações (Warwick, Sparks e Stephenson, 1999, Rivard e Straw, 2000, Rivard, 2004). Para Hand et al l (1999) a escrita não deve ser usada somente nos momentos de avaliação, deve ser considerada como uma maneira dos alunos se comunicarem, contribuindo para sua enculturação científica. Bruffee (1984) sugere que a fala é a mediadora entre o pensamento e a escrita. A partir de seus resultados, Rivard e Straw (2000) sugerem que o uso da escrita seja, com o passar do tempo, importante para a retenção de conhecimentos de Ciência, e a discussão entre os semelhantes como um precursor necessário para tal. A escrita, como instrumento cognitivo, tende a ser uma ferramenta discursiva importante por organizar e consolidar ideias rudimentares em conhecimento mais coerente e bem estruturado. Este estudo irá relacionar o que os alunos falam durante as discussões com seus pares e com a classe com aquilo que eles escrevem em seus registros individuais após essas discussões.

## Breves descrições das sequências didáticas

As seqüências didáticas (SDs) aplicadas aqui analisadas foram elaboradas por uma equipe de cinco pesquisadoras e professoras do LaPEF (Laboratório de Pesquisa e Ensino de Física da Faculdade de Educação da USP). Os objetivos centrais que nos nortearam na elaboração e planejamento destas e de outras propostas estão ligadas à possibilidade de, desde o início do EF, proporcionar aos alunos possibilidades de se envolver com problemas das ciências, investigando suas soluções e construindo conceitos a eles associados. Uma vez que as propostas giraram em torno de temas das ciências e de suas relações com a sociedade e com o meio -ambiente, além de permitirmos e incentivarmos a participação ativa dos

estudantes, outro de nossos objetivos está ligado à promoção do início da Alfabetização Científica destes alunos.

Uma destas SDs é intitulada "Navegação e Meio Ambiente". Ela tem início com atividades e discussões sobre a importância da distribuição uniforme de massa em um corpo pra sua flutuação. Após isso, começam pesquisas e discussões sobre história da navegação e meios de transportes aquáticos. Também é apresentada aos alunos a ideia de água de lastro como forma de garantir estabilidade às embarcações. Além do aspecto físico do lastro, trabalhamos com os alunos os problemas ambientais que podem representar a introdução de espécies de outros habitats em áreas nas quais os navios de carga despejam a água de lastro de seus tanques. Estas discussões baseiam-se, sobretudo, em evidências que os alunos podem encontrar ao participar do jogo "Presa e Predador" e construir uma tabela com os dados obtidos nesta atividade. Por meio desta tabela, é possível discutir a dinâmica das populações e a estreita relação existente entre os diferentes seres vivos personagens do jogo. Por fim, discutimos a inserção de um ser vivo em um local com condições favoráveis à sua sobrevivência, instigando os alunos a pensarem sobre os danos que tal situação pode acarretar a um ambiente. Desta maneira, foi possível discutir em sala de aula temas que variaram de fenômenos científicos e adventos tecnológicos implicando melhorias à sociedade e ao modo de vida, até questões e preocupações ambientais suscitadas devido à intervenção humana na natureza.

## Apreciação dos episódios de ensino

Como forma de buscar evidências para responder à nossa questão de pesquisa anteriormente esboçada, alguns episódios de ensino ocorridos em aula em que as SDs eram aplicadas serão analisados abaixo.

## Argumentando na construção de conceitos físicos

Aplicamos a seqüência didática "Navegação e Meio-Ambiente" em uma turma do 3 o . ano do Ensino Fundamental de uma escola pública estadual. A turma contava com 30 alunos com idades entre 9 e 10 anos. Ao todo, foram gravadas 11 aulas correspondentes à aplicação de todas as atividades previstas na seqüência didática.

Para esta análise, selecionamos a aula em que professora e alunos discutem a necessidade de proporcionar estabilidade para que uma embarcação possa seguir viagem de maneira segura. A atividade central desta aula era a leitura do texto "Mantendo navios na água". Trata-se de um texto informativo por meio do qual os alunos tomam conhecimento do que seja o lastro, sua finalidade, como e quando ele é utilizado, tipos de lastro e a forma mais comum utilizada hoje em dia: a água como lastro. Separamos dois episódios de ensino transcorridos ao longo desta aula para que possamos acompanhar a evolução na construção dos argumentos.

O primeiro trecho mostra a argumentação sendo desenvolvida nos primeiros momentos da aula. A estratégia central utilizada pela professora nestes instantes é a retomada de ideias que já haviam sido tratadas nas aulas anteriores como o intuito de que eles têm atenção ao fato de que o formato de uma embarcação é um dos fatores importantes de serem considerados para as condições de flutuação.

Turno Falas transcritas

Breve análise

Percebemos que as perguntas da professora estão dirigidas para que os alunos mencionem as características de uma embarcação. As respostas dadas nos turnos 36 e 38, por dois alunos evidenciam este objetivo, uma vez que podem ser compreendidas como sentenças nas quais uma descrição de uma característica de uma embarcação é diretamente associada à possibilidade da carga que ele transporta. Além disso, configuram-se como argumentos consistentes e estruturalmente coerentes (Lawson, 2002, 2000).

Concordando com as ideias apresentadas por estes dois alunos, no turno 39, a professora explicita a relação causal em forma de pergunta. Isso faz com que o aluno Davi, ao responder à pergunta da professora, constrói uma previsão hipotética do que deve ocorrer a uma embarcação, levando em conta as características explicitadas por seus colegas. É importante notar que, para Davi, as características da embarcação já não são mais consideradas apenas assim: passam a ser vistas como variáveis condicionantes da situação examinada.

Selecionamos um outro momento da discussão: imediatamente antes desta discussão, a turma foi apresentada a imagens contidas no texto "Mantendo navios na água". As principais informações destas imagens estão relacionadas ao mecanismo de entrada e saída de água dos tanques de lastro e à distribuição uniforme dos tanques de lastro ao longo da embarcação.

No turno 106, a professora explicita a relação existente entre a carga inserida na embarcação (seja no tanque de lastro ou não) e a estabilidade e possibilidade de flutuação da mesma. Percebemos que imediatamente após sua colocação, o aluno Luciano corrobora a ideia da professora, esboçando, para tal objetivo, uma situação hipotética em que condições que comprometeriam a estabilidade são mencionadas.

## Entendendo conceitos físicos a partir da leitura

Nas aulas que aplicamos a SD "A submersão do Nautilus", nos momentos de leitura, os alunos foram orientados pela professora a grifar o que consideravam mais importante, as ideias principais do texto. Após lerem e grifarem, os alunos discutiram o texto coletivamente na turma, sob orientação da professora. A aula que analisaremos neste artigo é a segunda. Na aula anterior os alunos trabalharam com a atividade de Conhecimento Físico "O problema do submarino" (Carvalho et. al. 1998); nessa segunda aula, o texto explicava o experimento, sistematizando as ações realizadas pelos alunos e a explicação física do fenômeno.

Apresentamos abaixo dois episódios de ensino que retratam a discussão sobre a leitura realizada. Analisaremos quais as ideias do texto os alunos selecionaram relatar e quais indícios da compreensão leitora aparecem na discussão coletiva.

No episódio acima, temos a participação de Vera. A aluna escolheu a ideia principal que explica o fenômeno físico presente no experimento do submarino, para relatar na discussão como item importante do texto. Essa ideia principal, também foi grifada por ela na ocasião da leitura. Vera selecionou o parágrafo que continha essa ideia principal. Para justificar sua escolha, a aluna responde à turma no turno 168: "Porque é importante e eu lembrei que foi isso que aconteceu."

- O parágrafo escolhido pela aluna apresenta a explicação causal para o fenômeno físico estudado. Os indícios da compreensão leitora de Vera, que aparecem nessa discussão, são: identifica as ideias principais do texto e relaciona a ação realizada na aula , pois a aluna relata que escolheu tal parte por considerá-la importante e por retratar o que aconteceu.

No episódio acima, Guilherme não lê em voz alta o que achou mais importante no texto, porém escolhe duas ideias principais para apresentar à professora e aos colegas. Além de citá-las, ele as relaciona com o experimento que fizeram em sala de aula. As informações que o aluno relata no turno 237 foram grifadas em sua leitura.

Os indícios da compreensão leitora que evidenciamos nesse episódio são: identifica as ideias principais do texto e relaciona a leitura com as ações realizadas em sala de aula. Na análise dos grifos realizados no texto pelo aluno, a ideia principal " como fazer o submarino afundar e flutuar na água - - ação do indivíduo sobre o objeto", foi grifada junto com outras ideias que faziam referências a ela. A ideia principal " por que o submarino afunda e flutua - explicação do fenômeno físico", , e a ideia principal " presença e funcionamento dos tanques de lastro no submarino", ", foram contempladas nos grifos dos parágrafos aos quais faziam parte.

Na organização da SD, esse foi o primeiro momento no qual os alunos foram convidados a ler sublinhando o que achavam mais importante. Apesar da atividade com os grifos ser uma proposta nova na SD, os alunos conseguiram destacar as ideias principais, principalmente as relacionadas ao experimento físico realizado na aula anterior.

## Explicitando a compreensão de conceitos físicos presentes na escrita

A aula analisada, para esse artigo, tinha como desafio para os alunos a tarefa de fazer um protótipo de submarino afundar e flutuar em um balde de água. Os alunos estavam organizados em grupos de cinco para realizarem seus testes, e após a experimentação nos pequenos grupos uma grande discussão ocorreu, tendo a professora como mediadora, para depois cada um produzir seu registro escrito sobre a atividade. Nesse episódio encontraremos a participação do aluno Alberto na discussão com a classe. Nessa parte da discussão, a professora já tinha feito a questão do por que dava certo fazer do jeito que os alunos estavam fazendo.

O pensamento de Alberto é apresentado de forma incompleta. Ele não deu conta, em sua argumentação, de explicar o porquê de ter surtido efeito o modo como seu grupo agiu. No seu registro escrito, Alberto foi capaz de dar uma boa explicação para o fenômeno trabalhado na atividade.

Como fazer o submarino flutuar tem que asoprar e a água sái dele e ele vouta para a superfice e para ele afundar tem que inspirar o ar para dentro ái ele se enche da água e o peso da água faz com que ele se afunda.

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Esta é a esperiencia

Observa -se que Alberto fez uso de pessoas do discurso diferentes entre sua apresentação oral e o seu registro escrito. Na sua participação oral trouxe o trabalho do grupo para suportar sua afirmação, enquanto que no texto escrito utilizou-se da pessoa indeterminada do discurso para contar o que foi a atividade. Ele manteve os mesmos verbos de ação durante a fala e o registro escrito da atividade: 'assoprar' e 'inspirar'. Como sua fala não estava organizada, não conseguiu manter uma ordem cronológica dos acontecimentos; já em seu registro escrito, preocupou-se em manter -se coerente com o que tinha ocorrido.

Em relação à estrutura do pensamento, podemos observar que na sua participação oral utilizou poucas estruturas existentes no Modelo de Toulmin (2006) , por isso seu pensamento nos pareceu limitado em relação ao seu entendimento da atividade. Já no registro escrito, apresentou-nos todo o seu entendimento do experimento, bem como utilizou quase todas as estruturas do Modelo para estruturar o pensamento.

Também percebemos diferença em relação aos indicadores da alfabetização científica (Sasseron e Carvalho, 2009) entre sua argumentação oral e seu texto escrito. Como seu registro escrito é mais completo, ele apresentou mais indicadores neste do que na sua participação oral na discussão. Dessa forma nos parece que o registro escrito de Alberto é mais completo de explicações do que sua fala durante a discussão do grupo. Alberto foi capaz de sistematizar sua vivência com a atividade e seu aprendizado no texto escrito.

## A argumentação, a leitura e a escrita interagindo e promovendo a construção de conhecimentos

As análises de episódios de sala de aula e de documentos produzidos e/ou usados por alunos nestes momentos, permitem-nos avaliar de maneira positiva a

aplicação de sequências didáticas em salas de aula dos anos iniciais do Ensino Fundamental.

No que tange à construção oral dos argumentos, percebemos que, ao longo do desenvolvimento das atividades da sequência didática, a argumentação possibilita que um argumento torna-se mais consistente, pois várias informações são colocadas em pauta e analisadas e diferentes pontos de vista são confrontados. Ao mesmo tempo, a interação entre alunos e professora possibilita que as ideias sejam organizadas e relacionadas em conjunto, uma evidência clara de que o fluxo comunicativo é sustentado por todos.

- A leitura se compõe em um dos fatores decisivos do estudo e é imprescindível em qualquer tipo de investigação científica. Ao analisarmos a seleção de informações realizadas pelos alunos e verificarmos os destaques do texto, percebemos que eles conseguem elencar as ideias principais. Os grifos realizados trouxeram, em sua maioria, informações a mais; sejam ideias pouco relacionadas à ideia principal ou as que fazem referência à ideia principal. Mesmo com essas informações a mais, podemos afirmar que as ideias principais foram destacadas. Em suas falas, os alunos também identificaram as ideias principais do texto e relacionaram tais ideias com outras trabalhadas e com as ações realizadas nas aulas. O trabalho com os destaques e discussão das ideias principais se faz importante, pois, é a partir delas, que os alunos sistematizaram os conceitos físicos trabalhados nas aulas, seja sob forma de experimento, pesquisa ou atividade.
- O uso da escrita como ferramenta cognitiva é importante nas aulas de Ciências por possibilitar aos alunos que ao seu modo, organizem e sistematizem os conhecimentos trabalhados nas atividades das sequências didáticas. As propostas apresentadas para os alunos nas aulas de Ciências devem conter elementos que os estimulem a buscar explicações, ainda que a atividade não seja essencialmente prática. Para alguns alunos, escrever demanda um esforço cognitivo muito maior do que se expressar oralmente. Além disso é um tipo de atividade que envolve outras habilidades igualmente importantes e necessárias de serem trabalhadas com os alunos do ensino fundamental, seja nas aulas de Ciências ou em quaisquer outras áreas de conhecimento abordadas nesse nível de escolarização.

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