Concepções epistemológicas e desempenho em investigações: explorando relações

## CONCEPÇÕES EPISTEMOLÓGICAS E DESEMPENHO EM INVESTIGAÇÕES: EXPLORANDO RELAÇÕES

## Gabrielle de Oliveira Almeida 1 , Alessandro Damásio Trani Gomes 2

1 Centro de Educação Angher, gabrielle.almeida@ceangher.com

2 Universidade Federal de São João del-Rei/ Departamento de Ciências Naturais, alessandrogomes@ufsj.edu.br

Palavras-chave : Epistemologia; Atividades investigativas; Desempenho experimental.

## Resumo expandido

Pesquisadores apontam que concepções epistemológicas dos indivíduos influenciam diretamente em suas aprendizagens (HOFER; PINTRICH, 2002). Portanto, o desempenho dos estudantes durante atividades investigativas não seria resultado apenas da interação entre seus conhecimentos conceituais e procedimentais. A concepção de Ensino de Ciências por Investigação adotada neste trabalho é coerente com a de autores que recomendam a utilização de diversas abordagens de ensino que estimulem o raciocínio por meio da experimentação, real ou virtual, e do processo de resolução de problemas (CARVALHO, 2013; FIGUEIREDO, 2017).

Defende-se, neste trabalho, a hipótese de que concepções específicas sobre a Natureza da Ciência (NdC), sobre os objetivos da experimentação e o seu papel na construção do conhecimento científico podem afetar suas ações e decisões durante a execução de atividades de laboratório (OSBORNE, 2016; SANDOVAL, 2005). Nossa questão de pesquisa é: Há uma relação entre as crenças epistemológicas dos estudantes e o seu desempenho experimental durante a realização de atividades investigativas?

Participaram desta pesquisa quantitativa 180 alunos de sete turmas do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola pública federal de Belo Horizonte. Um questionário, composto de três questões dissertativas foi aplicado para identificar as concepções epistemológicas dos estudantes. As perguntas eram as seguintes: (i) O que você entende por um experimento científico? (ii) Quando podemos considerar que um experimento científico é um bom experimento? (iii) Os cientistas também realizam experimento. Qual o objetivo dos cientistas ao realizar um experimento?

O tratamento destes dados consistiu na leitura do conjunto de respostas dos estudantes às três perguntas iniciais e à utilização de um sistema de categorização inspirado em Carey e Smith (1993), com dois níveis de compreensão epistemológica, apresentados no Quadro 01.

A realização das atividades investigativas ocorreu por meio de simulações computacionais que abordavam dois temas (termologia/equilíbrio térmico e movimento acelerado/plano inclinado), mas com configurações experimentais semelhantes. O objetivo de cada investigação foi o de estabelecer quais variáveis, em um conjunto de variáveis independentes, exerciam influência sobre uma determinada variável dependente. As investigações foram realizadas em duplas.

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Durante a coleta de dados, as duplas preencheram os valores das variáveis independentes, justificando, em um espaço apropriado, os valores determinados. Em seguida, ao clique de um botão, o resultado era fornecido e era solicitado um comentário sobre o resultado obtido. Ao finalizar o comentário, a dupla tinha a opção de continuar com a investigação ou sair do programa. Ao sair, todas as informações eram gravadas e armazenadas em um arquivo de extensão 'txt', que permanecia disponível para análise. Por meio deste arquivo, que representa o histórico da investigação, pode-se saber se os alunos realizaram testes experimentais válidos e conclusivos, as estratégias utilizadas, as dificuldades enfrentadas etc.

Quadro 01: Níveis de compreensão epistemológica dos estudantes.

Foram identificadas as 46 duplas nas quais os dois alunos tiveram suas respostas atribuídas ao mesmo nível de compreensão epistemológica. Para esta pesquisa, foram analisados os dados da primeira atividade realizada pela dupla. A análise dos históricos das duplas permitiu a classificação da qualidade da investigação realizada, conforme trabalhos anteriores já publicados (GOMES; BORGES; JUSTI, 2008; NASCIMENTO; GOMES, 2018). As categorias de desempenho são exibidas no Quadro 02.

Quadro 02: Categorias utilizadas para classificação do desempenho nas investigações.

Para buscarmos estabelecer relações entre concepções epistemológicas e o desempenho dos estudantes nas atividades realizadas, elaborou-se a Tabela 01. Pode-se observar que 70% das duplas formadas por alunos com concepções epistemológicas mais adequadas tiveram desempenhos classificados como 'Muito Bom'. Nenhuma dupla formada por alunos com concepções mais adequadas teve o desempenho experimental classificado como 'Fraco'. Por sua vez, em relação às duplas formadas por alunos com concepções epistemológicas mais ingênuas, cerca de um terço delas teve o desempenho categorizado como 'Muito Bom' e, outro um terço teve o desempenho 'Fraco'.

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Tabela 01: Nível de compreensão epistemológica x desempenho nas atividades

Para verificar se as diferenças apresentadas são estatisticamente significantes, realizou-se o teste do chi-quadrado. Esse teste é utilizado para examinar se as distribuições de variáveis categóricas diferem umas das outras, comparando as contagens de respostas categóricas entre dois (ou mais) grupos independentes. O resultado encontrado foi χ2 (2) = 6,529, p=0,038, o que atenta para a significância estatística do resultado obtido.

Os resultados mostram que, no geral, os alunos que apresentaram concepções epistemológicas mais sofisticadas sobre a NdC tenderam a apresentar estratégias mais adequadas de controle de variáveis e de experimentação, apresentando, assim, um desempenho melhor nas atividades realizadas.

## Agradecimentos

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pela concessão da bolsa de Iniciação Científica e pelo apoio financeiro no desenvolvimento do projeto (APQ-00701-18).

## Referências

CAREY, S.; SMITH, C. On understanding the nature of scientific knowledge. Educational Psychologist , p. 235-251, 1993.

CARVALHO, A. M. P. et al. Ensino de Ciências por Investigação . 1. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2013.

FIGUEIREDO, H. et al. Fundamentos pedagógicos para o uso de simulações e laboratórios virtuais no ensino de ciências. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências , p. 75-103, 2017.

GOMES, A. D. T.; BORGES, A. T.; JUSTI, R. S. Students' Performance in Investigative Activity and Their Understanding of Activity Aims. International Journal of Science Education , p. 109-135, 2008.

HOFER, B. K.; PINTRICH, P. R. Personal epistemology: The psychology of beliefs about knowledge and knowing . Routledge, 2012.

NASCIMENTO, R. D.; GOMES, A. D. T. A relação entre o conhecimento conceitual e o desempenho de estudantes em atividades investigativas. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências , p.935-965, 2018.

OSBORNE, J. Defining a Knowledge Base for Reasoning in Science: The Role of Procedural and Epistemic Knowledge. In: DUSCHL, R. A.; BISMACK, A. S. (Eds.) Reconceptualizing STEM Education . Routledge, p. 229-245, 2016.

SANDOVAL, W. A. Understanding Students' Practical Epistemologies and Their Influence on Learning Through Inquiry. Science Education , p.634-656, 2005.

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