A dimensão ontológica da ciência: o papel das entidades científicas no Ensino de Física

## A DIMENSÃO ONTOLÓGICA DA CIÊNCIA: O PAPEL DAS ENTIDADES CIENTÍFICAS NO ENSINO DE FÍSICA

## THE ONTOLOGICAL DIMENSION OF SCIENCE: THE ROLE OF SCIENTIFIC ENTITIES IN THE TEACHING OF PHYSICS

Talita Raquel Luz Romero , Maurício Pietrocola 1 2

- 1 Universidade de São Paulo / Instituto de Física, talita.romero@usp.br
- 2 Universidade de São Paulo / Faculdade de Educação, mpietro@usp.br

Palavras-chave: modelos, explicações, objetos-modelo, entidades.

## 1) Justificativa e Objetivos

A função que os modelos desempenham tanto na ciência como em seu ensino é um tema bastante investigado. Essas pesquisas focam vários aspectos da utilização de modelos no ensino-aprendizagem (como por exemplo, tipologia de modelos, papel heurístico, processos de modelagem, a relação entre modelos intuitivos e os modelos científicos etc). Embora haja uma grande variedade sobre o que se entende por 'modelos', existe o consenso que as pessoas em geral produzem e incorporam modelos próprios para lidar com as situações cotidianas. Outro aspecto presente na bibliografia recente, é que modelos se constituem em meios de produzir explicações. Neste sentido, é possível conceber uma descrição satisfatória dos procedimentos empregados por pessoas, como a busca de uma explicação de um sistema físico a partir de um modelo da mesma.

A presente pesquisa se localiza dentro da perspectiva do estudo dos modelos e da modelização. Nossa opção teórica se alinha com a corrente que busca entender o papel dos modelos no ensino de ciências numa perspectiva epistemológica, intitulada Model Based View (MBV) (Develaki 2007; Halloun 2007). Nossa preferencia por uma abordagem dos modelos e ensino numa perspectiva epistemológica tem por objetivo compreender quais aspectos da construção de modelos na ciência podem/devem ser transpostos para o contexto escolar. Isto por que, enquanto representações eficazes do mundo físico, os modelos científicos, para se adequar à sala de aula, precisam ser fruto de processos de transposição didática, que os transformam em objetos de ensino.

## 2) Marco Teórico

A importância do MBV reside no fato deste adotar uma posição de análise que concebe a ciência como uma área de conhecimento baseada em modelos (Giere 1988, 1999; Giere et al. 2006 e Nersessian 1995). Tais trabalhos consideram que tanto os aspectos cognitivos como o processo de fazer ciência são importantes para se entender o papel dos modelos na ciência. Para o MBV a elucidação de uma imagem autêntica da ciência passa por tratar os modelos e a modelagem como tendo papel central na justificação e formação de conhecimento. Acreditamos que esta perspectiva, principalmente na abordagem cognitiva de Giere (1988, 1999) permite dar a educação científica uma fundamentação epistemológica satisfatória para a compreensão da natureza da ciência (Aduriz-Bravo & Izquierdo-Aymerich 2005).

Por isso, consideramos que as questões epistemológicas e metodológicas ligadas aos modelos e à modelagem tocam diretamente em questões filosóficas sobre a relação da teoria com o mundo tal como se verificou ou como acessado por meio de experimentos. Reconhecemos que entender tal perspectiva sobre os modelos implica em adotar um posicionamento epistemológico sobre a ciência. Neste sentido, adotamos a filosofia de Mario Bunge (1974 e 1985) como referencial privilegiado, em particular sua maneira de conceber os modelos. Justificamos essa escolha por encontrarmos em sua

obra uma discussão sobre modelos e modelagem como mediadores entre as teorias e os fatos da realidade.

O objetivo do trabalho passa a ser apresentar um análise teórico sobre o papel dos modelos como explicações científicas de situações, e dos processos que envolvem a construção dos mesmos. A pertinência e a adequação de tais perspectivas para o ensino de ciências é nossa meta final. Em particular, deixaremos claro que a dimensão ontológica dos modelos é um aspecto destacado na perspectiva de modelos e modelagem de Mario Bunge, em geral pouco explorado na bibliografia da área.

## 3) Metodologia e Análise de Pesquisa

Neste trabalho apresentamos uma aproximação teórica entre a idéia de entidades e de objetos-modelo definido por Bunge. Ao traçarmos as diretrizes necessárias para a efetividade do processo de construção de modelos e explicações que considerem entidades físicas, parece-nos razoável considerar que, segundo Ogborn et al. (1996, 2002), estas explicações produzidas pela ciência se parecem com histórias mesmo que as vezes não sejam contadas como tais. Pode-se identificar protagonistas pertencentes a um cenário pré-definido, no qual cada um desses desempenham papéis que atendem as expectativas e exigências delimitadas pelo cenário ou contexto. Por exemplo, para explicar cientificamente como sabemos que este trabalho está em sua frente, entidades ópticas precisam ser trazidas a existência. E, ao serem apresentadas como reais, seus possíveis comportamentos desenvolvem vida própria e constituem a história. Já conhecida, a palavra luz presente na explicação científica precisa ser construída como uma nova entidade, pertencente a um outro modelo explicativo devido a natureza da explicação desejada. Conceitual e real ao mesmo tempo, a luz enquanto personagem do cenário óptico age segundo suas regras ou seja, é delimitada pelo cenário.

Ogborn el al. (2002) coloca que 'entidades científicas têm de se tornar ferramentas de pensamento, mesmo que a princípio sejam coisas em que pensar. Elas têm de se tornar entidades que fazem parte das explicações, não coisas que são explicadas'. Assim, a construção de entidades é também a construção de futuras explicações. Do que podemos inferir que os componentes ontológicos das explicações científicas são um conjunto de entidades com propriedades específicas, pertencentes a um cenário que declara a relação entre essas entidades.

Observe que, segundo a epistemologia de Bunge, o primeiro passo para gerar modelos teóricos explicativos é a construção dos elementos, por ele definidos como objetos-modelo, que serão utilizados como o 'mecanismo' do modelo. A ciência cria constructos que representam objetos concretos (reais) e/ou formais que nada dizem a respeito do comportamento de seus referentes. Objetos-modelo são estruturas conceituais hipotéticas, representantes de um sistema real, que devem ser vinculadas a uma teoria geral que determinará o seu comportamento. Determinados por meio da especificação de características que elementos da realidade devem ter. As propriedades dos objetos-modelo devem permitir que este seja operacionalizado pela teoria geral, isto é, devem ser suscetíveis à racionalização. A teoria geral é uma estrutura lógica que deve ser aplicável a qualquer parcela do mundo. No entanto ela é uma estrutura racional que não pode ser aplicada à realidade, isto é, ela depende da construção dos elementos conceituais que possam ser racionalizados, os objetos-modelo.

Fazendo um paralelo, podemos concluir que os componentes ontológicos de modelo científico são um conjunto de objetos-modelo (entidades) com suas propriedades específicas expressas por um conjunto de teorias gerais (cenários) que declaram a relação entre essas entidades e constituem o modelo (explicação). Pois, segundo Bunge, quando temos a relação entre uma teoria-geral e um objeto-modelo ocorre a construção

de um modelo teórico de uma parcela da realidade, que tem como principal objetivo explicá-la e torná-la compreensível ao indivíduo.

## 4) Conclusões

Nos parece claro que reconhecermos a importância dos modelos no ensino de ciências é uma conquista da área. Este reconhecimento só torna mais importante a necessidade de combinar a epistemologia da ciência e aspectos específicos da aprendizagem. Um caminho em direção a uma melhor compreensão da relação entre a construção de modelos na ciência e em seu ensino é ter clara a compreensão sobre a função das entidades científicas na ciência. Identificarmos os objetos-modelo como essenciais na construção de modelos na ciência parece-nos fundamental. Essa primeira analise teórica nos leva a acreditar que a transposição desses objetos para o contexto escolar relaciona-se a idéia de entidades para constituírem-se como objetos de ensino.

## 5) Referências

ADURIZ-BRAVO, A. & IZQUIERDO-AYMERICH, M. Utilizing the 3P-model to Characterize the Discipline of Didactics of Science. IN: Science & Education (2005) 14, 29-41.

BUNGE, M. Teoria e realidade. São Paulo: Perspectiva, 1974.

BUNGE, M. Racionalidad y realismo. Madrid: Alianza editorial, 1985.

CUPANI, A.; PIETROCOLA, M. 2002. A relevância da epistemologia de Mario Bunge para o Ensino de Ciências. In: Cadernos Brasileiro de Ensino de Física. Florianópolis, vol 19, n.1, edição especial, 2002.

DEVELAKI, MARIA. The Model-Based View of Scientific Theories and the Structuring of School Science Programmes. In: Science & Education (2007) 16: 725-749.

GIERE, R.N. Explaining Science: A Cognitive Approach. University of Chicago Press, Chicago, 1988.

GIERE, R.N. Science without Laws. University of Chicago Press, Chicago, 1999.

GIERE, R.N., BICKLE, J. & MAULDIN, R.F.: Understanding Scientific Reasoning. 5th edn, Thomson Wadsworth, Belmont, CA, 2006.

GURGEL, I. ; PIETROCOLA, M. . O Papel dos Modelos no Entendimento dos Alunos. In: Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, 2005, Bauru. Anais do Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, 2005.

HALLOUN, I.A. Interactive Model-Based Education: An Alternative to Outcomes-Based Education in Physics. IN: South African Journal of Science, (1998), 94: 1-14.

HALLOUN, I.A.: Modelling Theory in Science Education. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2004.

NERSESSIAN, N. J.: 1995, Should Physicists Preach What They Practice? In: Science & Education, (1995) 4: 203-226.

OGBORN, J.; KRESS, G.; MARTINS, I.; McGILLICUDDY, K.. Explaining science in the classroom. Open University press: Buckingham - Philadelphia, 1996.

OGBORN, J; KRESS, G; MARTINS, I; McGILLICUDDY, K. Making entities. In: AMOS, S.; BOOHAN, R.. Aspects of teaching secondary science: perspectives on practice. RoutledgeFalmer, New York, USA, (2002), 13:130-138.