MODELO DE ARGUMENTAÇÃO DE TOULMIN AUXILIANDO O EDUCANDO NA SALA DE AULA E NA FEIRA DE CIÊNCIAS

## MODELO DE ARGUMENTAÇÃO DE TOULMIN AUXILIANDO O EDUCANDO NA SALA DE AULA E NA FEIRA DE CIÊNCIAS

## Lucas Antonio Xavier 1 , Murilo Charles Malta 2 , Vitor do Carmo Bahia 3 Fernando Candido da Silva 4

- 1 Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, lucas.perobas@gmail.com
- 2 Escola Estadual do Ensino Fundamental e Médio Professora Filomena Quitiba, charlesmalta16@gmail.com
- 3 Escola Estadual do Ensino Fundamental e Médio Professora Filomena Quitiba, vitor1577saw@hotmail.com

## Resumo

É apresentado relato de prática experimental com adoção de instrumento heurístico. A competência sete da Base Nacional Comum Curricular norteia sobre a argumentação. E o modelo de argumentos de Toulmin se apresenta como alternativa para desenvolver melhor o discurso dos educandos. Eles recebem críticas quando são arguidos em eventos científicos. Essa problemática a escola precisa resolver. Primordialmente nosso objetivo é subsidiar condições adequada para os estudantes desenvolver a explicação de trabalho em feira de ciências. O apoio metodológico dado aos alunos do ensino médio da rede estadual capixaba foram artigos científicos, oficina do modelo de Toulmin e aquisição de materiais de baixo custo para a montagem experimental. Os resultados foram satisfatórios ao explicar o experimento histórico de eletromagnetismo disco de Arago. Eles conseguiram presenciar e entender o experimento de Dominique Arago e o fenômeno da indução. O experimento foi apresentado em dois eventos nacionais. Primeiro em feira de ciência, na Ciência Jovem, Recife-PE, em 2023. E, posteriormente no Encontro Cientifico de Física Aplicada na Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória-ES, em 2024. Os alunos compreenderam a importância do conhecimento científico histórico, o potencial da heurística de Toulmin e o ambiente da comunidade científica.

Palavras-chave : argumentação, feira de ciências, disco de Arago

## Introdução

Antes de mais nada, o pensamento científico são requisitos necessários para a compeensão do conhecimento em atividades experimentais. 'É necessário que se utilize uma didática a favor da formação de sujeitos críticos e pensantes, capazes de valorizar suas potencialidades e curiosidades (...)' (MOTA; XAVIER, 2016, p. 32). O educando fica inseguro ao explicitar o trabalho em eventos científicos, por exemplo, de feira de ciências. Em primeiro lugar, a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) norteia que o aluno deve 'argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias (…)' (BRASIL, 2018). Dessa forma, questionamos, como podemos qualificar a argumentação dos discentes quando vierem a participar de eventos científicos? Elecamos o modelo de argumentos

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de Toulmin na disciplina de física, por possuir estrutura adequada para o público do ensino médio.

Conforme ilustra o leiaute da figura 1, esse modelo completo de argumento com seus seis elementos constitutivos é importante para o aluno poder organizar a sua narrativa da atividade experimental. A reforma curricular norteada pela BNCC direciona a escola criar condições para o desenvolvimento de competência argumentativa. Esse direcionamento deve abranger a capacidade de comunicar de forma crítica. E, também proporcionar ao educando condições de perceberem se seus resultados experimentais são aceitáveis ou não, o que permite emergir aspectos de validação. Os autores Ferraz e Sasseron (2017) pontuam que a argumentação aproxima das práticas da cultura científica.

Figura 01: Componentes estruturais de um argumento completo do modelo de argumentos de Toulmin. Fonte: Adaptado de Toulmin (2006, p. 150)

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Toulmin (2006, p. 2) queria saber na prática como os argumentos eram aplicados. Ele explicita a necessidade de uma alternativa de argumentos além do modelo formal da matemática. Em seu modelo, para o estudante chegar em sua conclusão (C) é necessário ele partir de seus dados (D). Os dados são fatos, indícios, informações, etc., que o aluno toma como ponto de partida para o seu raciocínio. A conclusão é onde o aluno quer chegar, o que pretende defender. Conforme Toulmin (2006, p. 150) entre os dados e a conclusão, há as garantias (G) suportada pelo apoio (B). A garantia são os argumentos que o educando reúne e analisa com o objetivo de sustentar a conclusão. Enquanto o apoio é a literatura científica, suporte para os dados ou justificativas. O autor ainda acrescenta o qualificador modal (Q) e as condições de refutação (R). O qualificador modal são palavras ou expressões, por exemplo, 'seguramente', 'tipicamente', 'usualmente', 'alguns', 'poucos', 'algumas vezes', 'tal vez', 'provavelmente', 'talvez', etc., estratégia que o aluno pode adotar para manifestar determinada atitude em relação à conclusão que pretende levar o receptor aceitar. E por último, a refutação, importante no ato argumentativo. É uma contestação que seria possível fazer ao raciocínio do aluno 'eu sei que você pode dizer que... mas esse contra-argumento não é válido, por tais e tais motivos'.

Primordialmente, o modelo de argumentos de Toulmin potencializa a compreensão da história da física. Por conseguinte, exploramos a experiência histórica de magnetismo de Dominique François Jean Arago (1786-1853). Arago foi aluno, professor e diretor da Escola Politécnica. Também foi diretor do Observatório de Paris e depois do Bureau de Longitudes (SOUZA FILHO e CALUZI, 2009). Todavia, deve-se ao físico Arago a descoberta do magnetismo em movimento (ARAGO, 1820, p. 93-102, tradução nossa).

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A usabilidade do modelo de argumentação de Toulmin envolvendo a história da física é mais uma oportunidade de trabalho no ensino médio. Acreditamos que 'práticas experimentais e participação em eventos científicos como feira de ciências se mostra uma alternativa complementar de ensino na disciplina de física' (XAVIER et al. , 2023). Além do mais, feiras de ciências pode ser considerada um ambiente para estimular o educando para a ciência e também, 'a participação dos alunos em eventos científicos potencializa o ensino de ciência na escola' (XAVIER; OLIVEIRA; FÁTIMA RODRIGUES, 2024). Assim sendo, o objetivo deste trabalho é propor o modelo de argumentos de Toulmin para promover uma perspectiva de reflexão e compreensão de experimento em eventos científicos.

## Metodologia

A pesquisa é qualitativa com o enfoque no estudo de caso. Os sujeitos, alunos do ensino médio da escola da rede estadual Professora Filomena Quitiba, Piúma/ES. A atividade experimental constou de um diário de bordo, resumo, ficha do modelo de Toulmin e produção de banner. Foi ofertada uma oficina de 50 minutos para a compreensão do modelo de argumentação de Toulmin. Foi utizado datashow e computador. Foram disponibilizados aos alunos artigos científicos da Revista Brasileira de Ensino de Física, Caderno Brasileiro de Ensino de Física e da Revista Brasileira de História da Ciência com abordagem histórica sobre eletromagnetismo.

## Resultados e discussões

O trabalho envolveu os primórdios do eletromagnetismo, século XIX, com o experimento disco de Arago. Teve a pretensão de subsidiar a prática docente com a inserção da história da física utilizada como recurso na sala de aula (MORAIS; REIS; BRAGA, 2004). O grupo, após se apropriar dos artigos científicos e do modelo de argumentos de Toulmin, adquiriram os materiais de baixo custo e montaram o experimento (Figura 2), que foi apresentado na feira de ciências da escola.

Figura 2: Disco de Arago construído pelo grupo de alunos. Os materiais foram 1 disco de alumínio (com eixo para girar), ímãs de neodímio, nylon, madeira, prego e parafuso, manivela e polias cônicas.

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Após o evento escolar, o trabalho foi apresentado em dois eventos nacionais. A figura 3 retrata o representante do grupo realizando sua apresentação oral no Encontro Científico de Física Aplicada na Universidade Federal do Espírito Santo, ocorrido em 2024.

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Figura 3: Na apresentação oral o educando explana o trabalho do grupo ' A contribuição de Dominique Arago para o advento do eletromagnetismo '

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- O trabalho possibilitaram aos alunos a sairem da sala de aula e expor o trabalho valorizando assim o conhecimento adquirido e o protagonismo estudantil. No fragmento abaixo, resposta dada a uma pergunta feita ao final da apresentação. O educando demosntrou a importância do acesso aos artigos científicos disponibilizados para a atividade.

'[...] como se trata de um experimento histórico com base teórica já postulada os artigos trouxeram, de forma completa a teoria por trás do experimento e as informações de suas descobertas o que deu um horizonte bem claro para nossa pesquisa'.

O professor pode fazer usos de diversas fontes, seja primárias ou secundárias, além do uso do livro didático. O coordenador do evento indagou o aluno com a pergunta ' Você está terminando o ensino médio, pretende seguir seus estudos na área de exatas. Pode dizer um pouco suas pretensões na universidade?' Imediatamente o educando respondeu:

'[...] Bem eu pretendo seguir esta área já que tenho uma grande paixão pela ciência principalmente na área da física, pretendo conseguir um maior conhecimento na área e conseguir cada vez mais emplacar novos projetos'.

Essa resposta mostra a importância do papel do professor em proporcionar em sua prática educacional ações que traga os estudantes para a ciência.

- O disco de Arago demonstrado em 1824, mas não explicado de forma convincente por Dominique Arago foi interpretado pelos seus contemporâneos como magnetismo rotacional. O mistério durou sete anos. Nesse meio tempo Michael Faraday (1791-1867) realizou diversas repetições experimentais até compreender o fenômeno observado e propor no ano de 1831 uma explicação meticulosa, no caso, a indução eletromagnética. Esse conhecimento histórico potencializou o ensino e aprendizagem de conteúdo de eletromagnetismo. Aliás, a história da ciência física 'é a história dos homens que se esforçaram por investigar e compreender a estrutura e o funcionamento da natureza' (GAVROGLU, 2007, p. 4).

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Por certo, a contribuição de Dominique Arago para a nascente teoria eletromagnética se deu logo depois do arcabouço construído por Hans Christian Oersted (1777-1851), em 1820. Ou seja, graças ao experimento do físico dinamarquês foi observado o 'alinhamento de uma agulha imantada com o campo magnético produzido pela corrente elétrica gerada em fio condutor' (GURGEL, 2017), isso levou uma reinterpretação de fenômenos elétricos e magnéticos. Onde se via eletricidade e magnetismo como assuntos separados, isto é, 'assuntos distintos começaram a convergir' (RONAN, 2001, p. 45). Como se pode ver, o nome de Dominique Arago entrou para a história da física por ter descoberto o princípio de produção de magnetismo pela rotação em metal não ferromagnético.

Em outro momento, também em evento nacional, o grupo apresentaram o trabalho ' Atividade experimental histórica: Disco de Arago ' na Ciência Jovem, ocorrida em Recife-PE em 2023 (Figura 4) fizeram uso da heurística de Toulmin como estratégia durante a apresentação no evento.

Figura 4 : Grupo na Ciência Jovem em 2023. Sobre a mesa a bandeira do município da escola e logo acima o experimento disco de Arago. Ao fundo o banner elaborado pelo grupo e do lado a bandeira do Estado do Espírito Santo. A ida só foi possível com ajuda de custo do Estado. Fonte: SEDU &lt; https://sedu.es.gov.br/Not%C3%ADcia/alunos-de-piuma-estaoem-pernambuco-representando-o-estado-na-29a-ciencia-jovem&gt;

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Os dois alunos entenderam bem a importância dos elementos constituintes do modelo de argumentação de Toulmin (Figura 5). Explicaram que Dominique Arago em 1824 demonstrou que um disco de cobre (no experimento os alunos usaram disco de alumínio), posto a girar, fazia com que um objeto imantado, ou um ímã suspenso próximo ao disco, girasse no mesmo sentido. Foi salientado que a explicação meticulosa foi dada sete anos mais tarde por Faraday (CALDAS; LIMA; CRISPINO, 2016).

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Figura 5: Ficha do modelo de argumentação de Toulmin preenchida pelo grupo.

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A figura 5 traz as narrativas elaboradas pelo grupo. Os dados explicitam as informações e fatos levantados pelo grupo, de que a interação do disco de alumínio e o eixo magnetizado produz movimento por indução. Mas, qual a garantia deste movimento? Na montagem experimental, o grupo colocou o eixo paralelo ao disco e viram o movimento de ambos no mesmo sentido. Então eles buscaram apoio na literatura, ou seja, na lei de indução eletromagnética de Faraday. A lei obtida por meios da experimentação mostrou que no movimento de um material condutor em um campo magnético faz surgir uma corrente (NUSSENZVEIG, 1997, p. 162).

- O qualificador modal, que valida um argumento, o grupo analisou de que 'possivelmente' o efeito não seria observado caso o disco não fosse de metal condutor. Qual argumento poderia ser utilizado se o efeito não acontecesse? O grupo destaca para o argumento ser refutado deveria realizar cortes radial no disco de alumínio, assim o eixo magnetizado não entraria em movimento.

Como se pode ver, o grupo chegou na conclusão a partir dos dados. Assim, 'quando determinamos que um determinado argumento pertence a um determinado campo, apontamos para a forma como devemos entendê-lo' (GOODNIGHT, 1982, p. 214-227, tradução nossa). Demonstraram experimentalmente que a alteração em um campo magnético pode fazer um objeto entrar em movimento. Por isso, Peruzzo (2013) explica que 'o campo magnético variável produzido pela rotação do ímã induz correntes elétricas no disco de alumínio. A interação dos dois campos magnéticos provoca a rotação do disco de alumínio, no caso mesmo sentido do conjunto de ímãs' (PERUZZO, 2013, p. 224). Faraday compreendeu bem os trabalhos de Oersted, de Arago e também de André-Marie Ampère (1775-1836) e a sua aptidão experimental fez dele obter sucesso em 1831 ao apresentar a lei da indução eletromagnética.

Desse modo, podemos afirmar a posteriori que a inserção do modelo de argumentos de Toulmin na atividade experimental disco de Arago inserido na disciplina de física para o contexto de sala de aula e de feira de ciências constitui um instrumento promotor do pensamento científico dos alunos. Em conclusão, 'estudar a

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história das ciências é conhecer em detalhes o passado, entender o presente e prognosticar o futuro' (BASSALO, 1992, p. 57-66).

## Considerações finais

A atividade experimental, disco de Arago, se mostrou relevante, tanto durante as aulas de física quanto na feira de ciências. Essa ação na escola possibilitou os alunos participarem de eventos nacionais, Ciência Jovem em Recife e do Encontro Científico de Física Aplicada na Ufes trazendo a contribuição de Dominique Arago para o público presente. A práxis pedagógica mostrou que é possível explorar a história do princípio de produção de magnetismo pela rotação de condutor não magnético. Enfim, com o suporte do modelo de argumentação de Toulmin e de artigos científicos os alunos conseguiram demonstrar experimentalmente a importância do movimento na dualidade entre magnetismo e eletricidade e constatar a indução eletromagnética. A perspectiva futura é retomar o experimento realizando cortes radiais no disco de alumínio para verificar se haverá movimento do pêndulo. Para terminar, o engajamento dos alunos em projetos escolares em 2023 e 2024 fez despertar o interesse para a ciência. Os dois alunos vão fazer o curso de licenciatura em ensino de física a partir de 2025.

## Agradecimentos

À Secretaria de Estado da Educação do Espírito Santo - SEDU, devido ao Pró-Docência Stricto sensu. À CAPES devido ao Programa de Apoio à Pós-graduação (PROAP). Aos organizadores e avaliadores do XXVI Simpósio Nacional de Ensino de Física por darem contribuições valiosas para a qualidade da divulgação do conhecimento científico. À Sociedade Brasileira de Física por fomentar eventos.

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