IDENTIFICAÇÃO DE VISÕES DE CIÊNCIAS DE LICENCIANDOS EM FÍSICA DA REGIÃO NORTE FLUMINENSE.

## IDENTIFICAÇÃO DE VISÕES DE CIÊNCIAS DE LICENCIANDOS EM FÍSICA DA REGIÃO NORTE FLUMINENSE

## IDENTIFICATATION OF THE VIEWS OF SCIENCES ON PHYSICS UNDERGARADUATES OF NORTH FLUMINENSE

João Paulo Casaro Erthal 1 , Marília Paixão Linhares 2

1 Universidade Estadual do Norte Fluminense – jperthal@uenf.br

2 Universidade Estadual do Norte Fluminense – paixaoli@uenf.br

## Resumo

Esse artigo relata os resultados de uma experiência realizada com alunos de segundo e de quarto períodos de um curso de Licenciatura em Física do norte fluminense. O objetivo da pesquisa foi identificar as visões de ciências predominantes desses estudantes . Os resultados guiaram a etapa seguinte, em que aspectos históricos foram introduzidos em disciplinas experimentais de Física, a qual não será aprofundada nesse texto . O instrumento utilizado para a identificação das visões de ciências foi uma versão adaptada do questionário VNOS, Views of Nature of Science, (LEDERMAN et al, 2002), acrescido de questões do trabalho de Ribeiro e Kawamura (2004) . A A coleta de dados foi realizada no segundo semestre de 2009, durante o início das disciplinas de Laboratório de Mecânica, para a turma de segundo período, e Laboratório de Ondulatória, para a turma de quarto período. A análise dos resultados confirma a predominância, segundo os referenciais adotados, de concepções empírica-indutivista e aproblemática, ahistórica, fechada e dogmática dos licenciandos em etapas diferentes de sua formação. Em três das nove questões que compunham o questionário , concepções epistemológicas contemporâneas se destacaram, indicando uma reflexão anterior r e o amadurecimento dos estudantes perante determinados temas, o que vem confirmar a necessidade da presença desta temática no processo de formação docente. Esses resultados auxiliaram a construção de uma proposta diferenciada de ensino para disciplinas experimentais no laboratório de Física, buscando ressaltar a construção de conhecimentos no âmbito das ciências físicas. A ausência desta discussão em cursos de formação resulta em profissionais com concepções inadequadas, que alimentam visões estereotipadas de ciência em seus alunos .

Palavras -chave: Visões de ciência, formação inicial de professores de Física.

## Abstract

This article shows results for experience envolving physics undergraduates on second and on forth periods of f north fluminense . Major aim to this study was to identify which views of nature of sciences most of these students would show. These results were guidelines to next step, that is not to be discussed now, when historical aspects were introduced in classroom experimental of physics. To identify these views on students we used an adaptation on the Views of Nature of sciences questionnaire (Lederman et al., 2002) plus questions from the work of Ribeiro e Kawamura, 2004. Data collection was performed within second semester on the year of 2009, during the beginning of Lab of Mechanics course for second period

students, and the Lab of Ondulatory course for fourth period undergraduates. The analysis on obtained data confirms the significant presence of empirical-inductive conceptions and aproblematic, ahistorical, closed and dogmatic conceptions from the undergraduates, within different stages of their formation. Three among nine questions on the questionnaire highlighted contemporary epistemological conceptions, showing some previous reflections of theses students about these subject, and their mature thoughts on some certain issues, thou giving background to the necessity of presenting this theme during process of graduating future professors. These results helped constructing the idea of a different approach for teaching classroom experimental in labs of physics, in order to highlight the knowledge structure, in range of physical sciences. Lack of discussion on this issue within teachers graduating process ends up producing professionals with wrong conceptions that strengthen stereotyped views of nature of sciences on their students.

Keywords: V Visions of science, formation of physics teachers .

## Introdução e Justificativa

Dentre as várias críticas que são feitas ao ensino atual de Física, podemos destacar a falta de contextualização histórica dos conceitos abordados. Essa descontextualização, em muitos casos, pode estar atrelada à falta de preparação do professor para fazer a ponte entre os conteúdos e a evolução histórica dos conceitos físicos. Outro fator a ser levado em conta está relacionado às concepções de ciência dos professores , que em muitos casos estão ultrapassadas e não condizem com o paradigma educacional atual (CAETANO, 2005 ; LEDERMAN et al l 2002).

Guilbert e Meloche (1993) defendem a idéia que a melhoria da educação científica exige como requisito inquestionável, modificar a imagem da natureza da ciência que os professores possuem e transmitem (apud d PRAIA et al, 2007) . Concordando com esse autor, acreditamos que essas idéais devam ser amplamente discutidas em cursos de formação docente.

A caracterização das visões sobre a natureza da ciência de estudantes dos cursos de licenciatura tem sido foco de pesquisas recentes, as quais atentam para a necessidade do professor, em sua formação, ter um espaço para a reflexão sobre diferentes concepções de ciência e indicam que estas podem influenciar suas práticas em sala (RYDER et al, 1999).

Algumas pesquisas enfatizam que tem sido usual nos currículos dos cursos de graduação em Física do Brasil uma subestimação dos aspectos históricos e epistemológicos da ciência. Tais currículos, em geral, enfatizam apenas o aspecto operacional da física (MATTHEWS 1994:2 apud d TEIXEIRA et al, 2001). De acordo com Teixeira e colaboradores (2001) esta perspectiva está em contraposição a um movimento que vem tomando corpo a partir das duas últimas décadas, no qual é feita uma reflexão sobre a necessidade de que os cursos de ciências sejam mais contextualizados, mais históricos e mais reflexivos, o que requer uma íntima relação entre a história e filosofia das ciências e o ensino das mesmas.

Torna -se então necessário o conhecimento das visões de ciências de licenciandos para um melhor direcionamento de propostas de ensino em geral . Em nosso caso, o conhecimento dessas concepções aparece como fator fundamental

para o direcionamento de uma proposta de ensino diferenciada no desenvolvimento de disciplinas experimentais de Física para a formação inicial de futuros professores. O conhecimento das concepções sobre ciência dos estudantes e o aprimoramento dessas em diversas disciplinas do curso aparecem como estratégias positivas para uma formação mais adequada em relação às diretrizes e parâmetros educacionais atuais.

## Metodologia

No segundo semestre de 2009, duas turmas de licenciatura em Física da região norte fluminense, de segundo e quarto períodos, as quais cursavam as disciplinas "Laboratório de Mecânica" e "Laboratório de Ondulatória", respectivamente, participaram da coleta de dados que será apresentada nesse trabalho. Logo na primeira aula com cada uma das turmas, foi realizado um trabalho com o objetivo de conhecer as concepções sobre a natureza da ciência (CNC) desses estudantes. Para isso utilizamos como referencial um estudo desenvolvido por Lederman (2002), o qual descreve o processo de elaboração do questionário denominado VNOS - Views of Nature of Science. As questões foram extraídas, com devidas adaptações das versões B e C do VNOS e também do trabalho de Ribeiro e Kawamura (2004). Participaram desse trabalho 27 estudantes, sendo nove do quarto período (G1) e dezoito do segundo período (G2) .

Perante uma proposta mais ampla de trabalho, nossa idéia era a de identificar as CNC desses grupos para poder direcionar um trabalho no laboratório experimental de Física, que contemplasse a discussão e inserção do contexto histórico em alguns dos experimentos realizados. Os propósitos da aplicação do questionário foram explicitados aos alunos, enfatizando que os resultados poderiam auxiliar na produção de aulas mais apropriadas para aquele grupo. As questões foram lidas em voz alta para que se pudesse sanar qualquer dúvida de interpretação do texto e na seqüência os alunos tiveram uma hora para responder as mesmas .

Para a análise das nove questões, utilizamos uma abordagem qualiquantitativa, na qual cada questão foi analisada individualmente. Após a transcrição e várias leituras das respostas, pudemos organizar as categorias de análise que foram baseadas nas semelhanças e diferenças nos posicionamentos dos estudantes. Cabe ressaltar que sempre havia respostas sem precisão ou consistência, que não se encaixavam nas categorias predominantes, e com isso, criamos uma categoria específica para essas.

- O referencial utilizado para a análise das diferentes categorias baseou-se nos trabalhos de Caetano (2005), e de Ribeiro e Kawamura (2004). No primeiro referencial citado encontramos as seguintes classificações para as concepções de ciência: Concepção empírco-indutivista, ateórica; Concepção rígida, algorítmica; Concepção aproblemática e ahistórica, fechada e dogmática; Concepção exclusivamente analítica; Concepção exclusivamente cumulativa do desenvolvimento científico; Concepção individualista e elitista da ciência; Concepção descontextualizada, socialmente neutra. Apesar da boa distinção entre as categorias sentimos a necessidade de completar esse quadro, o que foi feito com base no segundo referencial citado, no qual os autores identificam aspectos das concepções sobre a natureza da ciência de estudantes de licenciatura em Física e fazem

referência a: Concepção epistemológica contemporânea da ciência , na qual o conhecimento é entendido como uma relação de interdependência entre o sujeito e seu meio, e o desenvolvimento do pensamento se processa perante as tendências atuais relativas às teorias do conhecimento.

## Resultados e Discussões

A seguir temos os resultados e as análises das questões que compunham o questionário sobre as visões de ciência. Para cada questão foram criadas categorias de respostas elaboradas a partir da análise das mesmas. Serão apresentados os resultados referentes a cada grupo (G1 e G2) , ao somatório dos grupos (T) e ao percentual desse somatório (%T).

A primeira questão objetivou identificar r a idéia geral sobre ciência dos participantes, apontando para uma possível separação entre as áreas do saber como científicas e não científicas. Os resultados obtidos mostraram que quatro estudantes do G1 caracterizam a ciência como o estudo ou a percepção da natureza e que as diferenças entre formas de investigação existem devido à ênfase a aspectos filosóficos ou a fatos ditos concretos, mostrando uma concepção descontextualizada, socialmente neutra . Já o G2 teve sete alunos apontando que ciência é o estudo ou percepção da natureza e que as diferenças entre as formas de investigação são oriundas da utilização de métodos e cálculos para realizar novas descobertas, o que denota uma concepção rígida e algorítmica das ciências, na qual o rigor e a quantificação são essenciais para a atividade científica. Somando os resultados de ambos os grupos, temos 33% das respostas com as mesmas características prevalecentes no G2. Um exemplo de resposta é mostrado a seguir:

" É a percepção da natureza. O que a torna difeferente é a capacidade de provar suas teorias experimentalmente ou matematicamente".

Apenas um aluno demonstrou uma visão epistemológica contemporânea da ciência, respondendo que nada as tornam diferentes e que ambas são ciências.

%

Quadro 2: Resultados da segunda questão

A segunda questão objetivou de uma maneira geral identificar as idéias relativas à função de um experimento. Pela análise das respostas podemos verificar que a categoria que diz que o experimento é um teste feito para comprovar uma lei ou uma teoria é majoritária em ambos os grupos, com seis referências no G1 e dez no G2, somando 59% das respostas, apontando para uma concepção empíricaindutivista da ciência, na qual a observação e a experimentação têm muito mais valor do que a teoria. Isso mostra uma idéia de predominância do experimento como uma forma de validação do conhecimento, acentuando a idéia do princípio verificacionista na ciência. Um exemplo disso aparece na seguinte resposta:

## " É a forma de provar uma teoria através da prática "

Apenas 15% dos participantes reconhecem o experimento como uma das etapas utilizadas na produção das ciências, tratando o mesmo como uma simulação de algo, de modo que possa ser observado, estudado e registrado.

Quadro 3: Resultados da terceira questão

A terceira questão, que abordava aspectos relativos à dinâmica interna do processo de construção da ciência, objetivou conhecer r as idéias dos participantes perante o papel exercido pela experimentação no desenvolvimento do conhecimento científico. Verificamos que uma categoria foi predominante para as respostas de ambos os grupos, com cinco respostas no G1 e onze no G2, com 59% do total de participantes, que acreditam que o conhecimento científico depende de experimentos e que esses são essenciais para a comprovação de uma teoria. Esse resultado aponta para uma concepção empírica-indutivista, ateórica. Algumas respostas dos estudantes podem ser vistas a seguir:

- " Sim. Para ser aceita a teoria necessita ser experimentada, ou seja, precisa mostrar sua veracidade, mostrar r que realmente funciona. Todos os grandes cientistas validam suas teorias através de experimentos "
- " Sim. Na história científica se pode perceber alguns atrasos devido a uma afirmação puramente filosófica e sem comprovação experimental. O experimento é a forma de não repassar erros teóricos "

Vale salientar que 18% das respostas para essa questão formou a categoria cujos experimentos não são necessários. Um exemplo dessas respostas foi:

- " Não, algumas teorias e observações podem dar respostas para algo e talvez não seja possível realizar experimentos para se comprovar tais teorias "

Nessa resposta podemos fazer uma relação com a questão anterior. Mesmo esse estudante acreditando que os experimentos não são essenciais para o desenvolvimento da ciência, ele acredita que esses são utilizados para comprovar teorias, demonstrando a coexistência de diferentes idéias sobre ciência.

Quadro 4: Resultados da quarta questão

A quarta questão usa o conceito do átomo para avaliar a visão acerca do papel da inferência, subjetividade e criação de modelos nas tentativas da ciência de representar a realidade. Nessa questão obtivemos o maior percentual de "Não sei a resposta", com 51,5% das respostas na categoria "Não respondeu ou não se encaixa nas alternativas anteriores". Dentre as categorias que foram formadas perante a análise das respostas, podemos destacar que 22% dos participantes reconhecem o modelo como fiel espelho da realidade em função de sua base empírica, denotando uma concepção aproblemática e ahistórica, fechada e dogmática a qual sobrevaloriza os produtos da ciência . Um exemplo é encontrado na seguinte resposta:

" Existe um alto grau de certeza, pois eles ainda não foram mudados até então. A estrutura atômica foi montada a partir de experimentos e de observações com alta precisão"

Vale salientar que apenas 18,5% perceberam as limitações do modelo, tratando -se de tentativas de representações da realidade. Respostas condizentes com essa visão podem ser vistas a seguir:

" Subentendemos que não há uma certeza muito grande na estrutura do átomo, pelo fato de termos os estudos elaborados por espectros de luz. O modelo fora criado para exemplificar a estrutura atômica "

Quadro 5: Resultados da quinta questão

A quinta questão avalia as visões acerca de teorias e leis científicas e das diferenças existentes entre elas. As visões predominantes para os dois grupos condiziam com leis sendo universais e imutáveis e as teorias não, com 55% das respostas para essa categoria. Podemos relacionar esses resultados tanto a uma concepção aproblemática e ahistórica, fechada e dogmática na qual os problemas , as controvérsias e a natureza evolutiva do processo científico são depreciadas;

assim como a uma concepção exclusivamente cumulativa do desenvolvimento científico a qual não explicita as crises e revoluções no desenvolvimento científico. Respostas com essas características podem ser vistas a seguir:

- " A teoria científica pode ser modificada e existem várias outras teorias a respeito de um determinado assunto, já a lei científica não pode ser modificada e só existe uma sobre tal assunto."
- " Uma teoria pode ser apenas uma hipótese, podendo sofrer algumas alterações ao longo dos anos. Já uma lei é totalmente comprovada, passando a ser uma coisa fixa."

Quadro 6: Resultados da sexta questão

A sexta questão objetivou verificar as idéias dos estudantes perante a possível quebra de paradigmas para a evolução e o progresso de um objeto de estudo. Verificamos que 22% dos estudantes responderam que sim, mas não justificaram a resposta. Além disso, a maioria dos estudantes em ambos os grupos, quatro no G1 e nove no G2 (48% do total) acreditam que teorias podem ser modificadas para a própria correção, evolução ou aperfeiçoamento perante novas descobertas, aproximando-se de uma visão epistemológica contemporânea da ciência. Respostas com esse cunho podem ser vistas a seguir:

- " Acredito que elas mudam, vai se adquirindo conhecimentos sobre as teorias e assim surge o melhoramento da teoria. Acredito também que aprendendo a teoria podemos mudá-la no futuro, somando novas idéias e tendendo a sempre melhorar a teoria passada "
- " As teorias não mudam simplesmente. Elas são aperfeiçoadas, com o passar do tempo, através de estudos e novas descobertas. As teorias científicas são resultados de pesquisisas e por mais is que elas não sejam comprovadas, elas podem servir como ponto de partida para um estudo posterior ou até outra teoria "

Apesar desse resultado, também constatamos nessa questão que cerca de um quarto dos participantes (26%) acreditam que teorias podem ser modificadas até serem provadas por um experimento, dando uma conotação totalmente empíricaindutivista para suas respostas. Um exemplo pode ser visto a seguir:

" Sim, as teorias mudam porque não são comprovadas por experimentos. É preciso aprender as teorias científicas s para acompanhar as mudanças e as novas descobertas "

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Quadro 7: Resultados da sétima questão

Na sétima questão procuramos examinar o entendimento do estudante quanto à relação entre o desenvolvimento da ciência e valores sociais, culturais e políticos da sociedade em que é praticada. Três alunos do G1 e nove alunos do G2 (33% da amostra) acreditam que a ciência é objetiva e universal, o que denota uma visão descontextualizada e socialmente neutra, na qual as relações entre ciência, tecnologia e sociedade não são muito valorizadas. Porém essa não foi a categoria preponderante, sendo que 48% dos participantes acreditam que a ciência reflete valores sociais, políticos e aspectos relacionados a cultura na qual é praticada apontando para uma concepção epistemológica contemporânea. Algumas repostas com essa perspectiva podem ser visualizadas a seguir:

- "A ciência interfere radicalmente na sociedade, um fato disso é quando a ciência estava começando a igreja punia os cientistas, causando polêmicas, etc."
- "A ciência reflete valores sociais, políticos e culturais e assim deve ser ensinada para mostrar que a Física não é para ser estudada a toa. Ela está em toda a parte e explica diversos fenômenos."

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Quadro 8: Resultados da oitava questão

A oitava questão procura investigar a relação entre o desenvolvimento científico e o uso da criatividade e da imaginação pelo cientista durante este processo. Foi possível constatar que para o G1 a maioria das respostas fez referência à utilização da imaginação e criatividade dos cientistas no planejamento de suas investigações. Já para o G2, seis participantes destacaram que os processos imaginativos e criativos do cientista estão presentes em todas as etapas da investigação científica, denotando uma visão epistemológica contemporânea da ciência. Algumas respostas podem ser vistas a seguir:

" A imaginação e a criatividade devem estar presentes em todos os estágios. Einstein ao olhar para o relógio da torre de sua cidade imaginou como seria se seu ônibus viajasse na velocidade da luz. Para provar sua teoria, teve que imaginar como poderia fazer com que um corpo no espaço atraísse a luz. E quando obteve os resultados teve criatividade para interpretá-los."

"Em todos os estágios, pois para descobrir algo novo é preciso inventar e ou adaptar, pois o cientista não encontrará todas as ferramentas e respostas prontas."

Na análise geral temos um empate com 33% das respostas para cada uma das categorias que foram prevalecentes em cada grupo. O resultado mais importante para essa questão é que 92% dos participantes reconhecem a influência da criatividade e da imaginação na atividade científica, porém para 41% a liberdade criativa do cientista fica limitada a etapas determinadas pelo fazer científico caracterizando uma concepção rígida e algorítmica, na qual são valorizadas as etapas mecanicamente conduzidas.

Quadro 9: Resultados da nona questão

A última questão objetivou identificar r a compreensão quanto à dimensão interna do processo de construção da ciência, com ênfase nos modelos científicos. A predominância das repostas em ambos os grupos, oito no G1 e nove no G2 (63% do total), gerou a categoria na qual os diferentes modelos científicos são decorrentes de diversificados pontos de vista e interpretações dos dados pelos cientistas. Algumas respostas a essa questão não levam em consideração o caráter coletivo do desenvolvimento das ciências, uma vez que trata das diferentes interpretações e escolhas individuais dos cientistas, apontando para uma concepção individualista e elitista da ciência , na qual a ciência é feita por verificações ou falsificações de teorias por grandes cientistas. Na seqüência são apresentadas algumas respostas para essa categoria:

"Depende da maneira como cada um interpreta. O universo é muito grande e o homem ainda não encontrou uma maneira de analisar com certeza sua grandeza, muito menos seu tamanho."

"Acredito que cada um deva pensar de uma maneira, diferente do outro, de acordo com sua cultura por exemplo."

Podemos constatar r nessa última resposta um pensamento relativo ao tema abordado na sétima questão. Esse estudante acredita que a ciência reflete valores culturais no qual está inserida.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Verificamos que apesar de uma das turmas estar no início do curso e a outra estar praticamente na metade do curso não existem diferenças significativas em relação às visões de ciências predominantes entre os grupos. Concepções empírcas-indutivistas e aproblemáticas e ahistóricas das ciências estão presentes em quase todas as questões, sobre-saindo em algumas delas. Em três questões tivemos boas aproximações de concepções epistemológicas contemporâneas, o que mostra o amadurecimento desses alunos perante algumas temáticas. Acreditamos que a inserção de disciplinas que tratam da evolução dos conceitos da Física nos primeiros semestres do curso é um dos fatores que contribui para esse amadurecimento.

Os resultados dessa pesquisa são similares a resultados de trabalhos que procuraram identificar as CNC de estudantes e professores. Mesmo assim, acreditamos que essa análise seja essencial para se ter um parâmetro dessas idéias em diferentes cursos e em diferentes regiões de nosso país, e a partir do mesmo desenvolver estratégias que auxiliem na aprimoração das visões de ciência.

Após a análise dos resultados, esses foram apresentados e discutidos com as turmas participantes, com intuito de propiciar uma reflexão dos mesmos em relação às posturas e caminhos que esses estudantes estão seguindo . Esta análise fornece elementos para que se possa refletir r sobre o perfil do profissional que estará indo para a sala de aula e visa auxiliar um processo de reestruturação das concepções dos estudantes em sua formação inicial.

Esses resultados serviram como orientadores para a etapa seguinte, realizada durante as aulas experimentais de Física desses grupos, no qual foram introduzidos aspectos referentes à história da ciência em alguns dos experimentos estudados no laboratório de ensino. Uma das maiores preocupações foi trazer a tona elementos que auxiliassem esses alunos a quebrarem com as visões empírica indutivista, aproblemática e ateórica da ciência, com o intuito de fortalecer a fundamentação de ciência como prática social e empreendimento humano.

Esperamos com os resultados dessa etapa de nosso trabalho mostrar a necessidade de promover, ao longo da formação inicial desses futuros professores, discussões e reflexões sobre a natureza da ciência e dos processos de construção do conhecimento científico, contextualizados historicamente. Essa formação é essencial para a consolidação de uma base reflexiva, flexível e dinâmica de conhecimentos didáticos em ciências, fundamental para professores participantes de um sistema educativo em constante evolução.

## Referências

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