O ENSINO POR INVESTIGAÇÃO NA FORMAÇÃO INICIAL DE PROFESSORES DE FÍSICA E CIÊNCIAS: UM OLHAR A PARTIR DA LITERATURA

## O ENSINO POR INVESTIGAÇÃO NA FORMAÇÃO INICIAL DE PROFESSORES DE FÍSICA E CIÊNCIAS: UM OLHAR A PARTIR DA LITERATURA

## José Henrique Piãotquewicz 1 , Ivanilda Higa 2

1 UFPR/PPGE/GEPCED-CN, bolsista PROEX/CAPES, jose.henrique@ufpr.br 2 UFPR/DTPEN/PPGE/GEPCED-CN, ivanilda@ufpr.br

## Resumo

O presente trabalho apresenta um estudo com base na análise de artigos que buscou em publicações brasileiras, tanto em periódicos indexados pelo repositório CAPES, quanto trabalhos publicados em eventos voltados à pesquisa em ensino de ciências, produções referentes à implementação do Ensino por Investigação no contexto do Ensino Superior, mais especificamente, na formação inicial de professores dos componentes de ciências da natureza, com especial ênfase na formação de professores de Física. Fizemos o levantamento segundo regras de pertinência estipuladas e analisamos os documentos selecionados por meio do estabelecimento de eixos de análise de acordo com características comuns identificadas nos trabalhos, além de problemáticas que permeiam a formação de professores para uma educação conceitual, disciplinar e curricular. Considerando a potencialidade do Ensino por Investigação na Educação Básica, o presente trabalho convida à reflexão acerca da preparação que os professores que atuarão nas salas de aula do Ensino Médio encontram, ao longo da sua formação profissional inicial, para o trabalho com esta abordagem didática.

Palavras-chave : Ensino por Investigação; formação de professores; licenciatura.

## Introdução: O Ensino por Investigação enquanto abordagem didática

Antes de aprofundarmo-nos aspectos e pressupostos teórico-metodológicos que caracterizam o Ensino por Investigação (EnCI), devemos contextualizar algumas das práticas inerentes à sua implementação com o intuito de verificarmos a sua presença no arcabouço dos professores de ciências, especialmente os de Física. A busca e consequente tentativa de elaboração e desenvolvimento de aulas interessantes, ilustrativas e que fomentem a aproximação entre alunos e objeto de estudo não é particularmente nova; Carvalho (2010) nos relata que a implementação de atividades práticas experimentais com tal intuito remete-se ao século XIX. Apesar de todos esse anos de desenvolvimento, não nos é garantido que a utilização de tais atividades em contextos por vezes chamados de "aulas práticas", ou "aulas de laboratório" foi idealizada com viés investigativo, mas sim com o propósito de demonstração e conceituação por parte do professor ao longo dos anos, e inclusive atualmente, nas diferentes etapas de escolarização.

Em consequência, e pela evidente necessidade de uma mudança de perspectiva de ensino de ciências que ultrapassasse o ideal do ensino tradicional 1 (Diniz-Pereira, 2000), professores e pesquisadores buscaram alternativas para a

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

implementação de atividades que considerassem aspectos relacionados não apenas à ciência enquanto obra finalizada, mas também aos processos de construção do conhecimento científico. Tem-se a proposta de alteração curricular de John Dewey, datada da primeira metade do século XX, com a inclusão de atividades tidas (na época) como investigativas, destacada como um marco ao nos referirmos a diferentes abordagens para o ensino de ciências. O objetivo de Dewey era que, ao longo do ciclo básico de formação juvenil, denominado K-12 no currículo norte-americano e equivalente aos anos do jardim de infância, ensino primário e secundário no território brasileiro, o ensino de ciências deixasse de ter uma ênfase predominante nos fatos científicos, e passasse a ser contemplado o pensamento com caráter científico. Para tal, em diferentes versões do seu trabalho, Dewey buscou aprimorar tal proposta, passando por variadas perspectivas de investigação com objetivo pedagógico, partindo de um formato mais "rígido" e procedimental do trabalho científico, até a denominação de etapas que ainda utilizamos em algumas situações no ensino de ciências, como apresentação de um problema, formulação de hipóteses, coleta de dados, realização de experimentos e elaboração de uma conclusão (Barrow, 2006).

O constante desenvolvimento em torno dos pilares sedimentados por Dewey ao longo dos anos resultou em um corpo de conhecimento atribuído ao Ensino por Investigação como uma abordagem didática escolhida e associada ao trabalho do professor (Sasseron, 2015), com uma perspectiva de ensino socioconstrutivista centrada no aluno (Gaspar, 2009; Bunterm et al. , 2014). A conceituação e desenvolvimento da abordagem culminou numa concepção de ensino refletida pela mudança de postura do professor, que passa a atuar como guia dos alunos, orientando-os no desenvolvimento das atividades, e busca proporcionar aos estudantes o desenvolvimento da sua autonomia no processo de aprendizagem científica; ou seja, muda-se a perspectiva de ensino de "o que queremos que os alunos saibam, e o que eles precisam fazer para aprendê-lo", para "o que queremos que os alunos sejam capazes de fazer, e o que eles precisam saber para fazê-lo" (Duschl; Grandy, 2007). Ao adotar tal papel, o professor muda a dinâmica de sala de aula de modo a colocar os alunos no centro do processo, de forma que:

Esta abordagem proporciona aos alunos uma melhor apropriação da sua aprendizagem e permite-lhes navegar ativamente pelos caminhos para uma maior compreensão, maior motivação, melhores atitudes em relação ao esforço científico e crescimento da sua autoestima e da sua capacidade de lidar com novos dados num mundo cada vez mais complexo (Bevins e Price, 2006, p.19, tradução nossa).

No entanto, é preciso levar em consideração a preparação e o que é necessário para que o professor seja capaz de atender a tais condições, e se o seu desenvolvimento profissional contempla tais aspectos. A reflexão sobre a forma como os futuros professores aprendem os conhecimentos necessários, tanto da sua ciência de referência, quanto das metodologias para o ensino de tais ciências, deve ser feita com o mesmo escrutínio que é empregado nos outros âmbitos da formação profissional; ou seja, não é possível esperarmos que os professores sejam capazes de utilizar abordagens como o EnCI se a sua vivência não corresponde com tal aspecto formativo. Isso corresponde ao EnCI ser abordado tanto como componente de estudo, quanto como abordagem didática utilizada nos cursos de formação. Em contrapartida, o que ocorre são raras oportunidades de contato de licenciandos com a investigação na sua formação inicial, e em tais situações ela não é tida para que ele aprenda ciência sob a perspectiva investigativa, mas sim, aprenda como

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aplicá-la, muitas vezes sem ao menos tê-la vivenciado, como aluno da educação básica ou como aluno no Ensino Superior. Localizando o interesse de reflexão na formação inicial docente, questionamos: quais são as formas e contextos de aplicação do Ensino por Investigação no Ensino Superior? Motivando-nos a identificar elementos na produção acadêmica nacional que auxiliem no delineamento de uma resposta.

## Encaminhamentos metodológicos: Levantamento de trabalhos e constituição do corpus

Sendo os pressupostos acima elencados tidos como alguns dos baluartes do EnCI, a busca feita na literatura objetivou identificar com que expressão a abordagem é encontrada no Ensino Superior, se tais pressupostos são verificados enquanto aplicação, ou apenas discussão teórica, almejando então compreender de que forma o Ensino por Investigação é abordado na formação inicial de professores. Para tal, realizou-se uma revisão sistemática de literatura em periódicos indexados no repositório de artigos da CAPES, além de eventos voltados à pesquisa em ensino de ciências. Ao longo do levantamento feito, identificamos três trabalhos (Silva; Silva, 2019, Briccia; Marmolego, 2020; Santos et al., 2023) que caminham em direção semelhante, no sentido de levantamento bibliográfico da área, os quais foram também aproveitados para os dados aqui apresentados. Inicialmente, almejava-se o levantamento pautado apenas no tocante ao ensino de Física, porém, a diminuta quantidade de trabalhos encontrados não nos forneceria material suficiente para análise. Assim sendo, enfatizamos que a revisão realizada faz-se pertinente ao ensino de ciências de forma mais abrangente, estudando de que forma a abordagem em questão emerge na formação de professores de ciências da natureza, no entanto, com a perspectiva de estabelecimento de como o ensino de Física se classifica quanto à relevância e quantidade de trabalhos publicados.

A seleção dos artigos foi feita estabelecendo uma janela de busca de 10 anos (2013 - 2023), em periódicos com qualis classificados entre A1 e A4. Para tal, foi utilizada a ferramenta de busca do próprio repositório, realizando interpolações entre as seguintes palavras-chave: "ensino por investigação", "ensino investigativo", "ensino superior", "formação docente", "licenciatura" e "graduação". A busca retornou 139 resultados a partir das palavras-chave, no entanto, nem todos os artigos configuravam-se como pertinentes para a análise almejada; o que nos levou à realização de uma leitura flutuante (Bardin, 2002) à procura dos trabalhos que nos auxiliassem no estudo desejado, resultando, dessa forma, em 21 artigos lidos na íntegra e adicionados ao corpus de análise.

Para os eventos, selecionou-se três grandes eventos de relevância nacional, coerentes com a proposta de pesquisa e onde tem-se o Ensino por Investigação contemplado dentro de áreas temáticas para submissão de trabalhos, sendo eles o Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF), Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências (ENPEC) e o Encontro de Ensino de Ciências por Investigação (EnECI). Nos casos do EPEF e do ENPEC, o levantamento em busca de trabalhos foi feito nas últimas 5 edições de cada evento até a data de redação do presente trabalho, novamente utilizando as mesmas palavras-chave da busca feita para os artigos. Já para o caso do EnECI a busca foi feita na II e III edições, tendo em vista que estas foram as únicas que conseguimos acesso aos trabalhos publicados; uma vez que o evento é referente ao Ensino por Investigação, utilizamos

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apenas as palavras-chave referentes à formação inicial de professores. A quantidade de trabalhos encontrados por evento encontra-se no Quadro 01 abaixo:

Quadro 01: Quantidade de trabalhos por evento analisado.

Evidenciamos a representatividade que as duas edições do EnECI analisadas, uma vez que, pela natureza do evento, uma quantidade maior de artigos pertinentes ao trabalho foi concatenada, em comparação com os outros eventos que possuem o Ensino por Investigação como componente de uma das áreas temáticas.

Conforme supracitado, a fim de melhor compreender a situação elencada, olhamos para trabalhos publicados a respeito do Ensino por Investigação dentro do campo de ensino de ciências da natureza. Ao nos restringirmos ao campo de ensino de Física, percebemos uma quantidade reduzida de publicações quando comparadas às outras ciências de referência, de forma que, ainda que uma das fontes de trabalhos pesquisados seja um evento específico de pesquisa em ensino de Física, somam-se apenas 14 trabalhos relacionando o Ensino por Investigação com a formação de professores de Física. Somando artigos e trabalhos apresentados em eventos, os 76 documentos foram então lidos na íntegra.

## Análises e discussões: O que dizem as pesquisas?

A análise do corpus deu-se conforme a análise de conteúdo de Bardin (2002) ao buscarmos a classificação e agrupamento das informações contidas nos trabalhos segundo as suas características comuns. A verificação da presença (e consequente frequência) de temas abordados nos trabalhos levou à construção de dois eixos de análise sob os quais concentraremos nossas discussões: 1) formas e contextos de implementação, referindo-se ao ambiente onde o trabalho em questão foi desenvolvido, a exemplo de disciplinas curriculares, atividades extracurriculares, estágio etc., e 2) percepções de licenciandos e professores, como elementos tidos pelos licenciandos como pertinentes ao Ensino por Investigação, ou até mesmo reflexões trazidas por professores a respeito da pertinência da abordagem a nível curricular e a sua presença ao longo dos cursos de formação inicial. Ainda que sejam representados por eixos distintos, em algum nível as características elencadas se relacionam, nos permitindo então transitar entre as categorias emergentes. Destacamos a decisão de categorização a posteriori pelas possibilidades levantadas pela natureza dos trabalhos analisados. Optou-se por verificar pontos de consonância entre os documentos e o estabelecimento de uma relação entre diferentes produções, uma vez que acreditamos que, neste caso em particular, a utilização de categorias a priori poderia ofuscar relações e reflexões trazidas por diferentes autores, uma vez que o cerne deste tipo de análise

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localiza-se no diálogo subjetivo que ocorre entre os trabalhos que tratam de uma mesma temática.

No que tange o eixo 1 (formas e contextos de aplicação), verificamos que no contexto curricular dos cursos de formação, na maioria dos trabalhos analisados o EnCI é abordado em disciplinas de natureza didático-pedagógica, tais como Metodologias do Ensino, Prática de Docência ou outras. Nestas, os alunos são postos a elaborar sobre e relatar suas concepções a respeito da abordagem, desenvolver atividades para aplicação no contexto futuro do estágio. Ao buscarmos trabalhos que relatassem a utilização do EnCI no contexto de ensino da ciência de referência, identificamos uma quantidade bastante reduzida quando comparada ao total de trabalhos levantados, correspondendo a 16 trabalhos totais, dos quais apenas 5 referem-se ao ensino de Física. Destacamos nesta análise o trabalho de Ramos (2024) que, no espaço formativo de docentes de Física, caminha ao encontro da prática investigativa enquanto componente de disciplinas ditas "de ensino" (como metodologias, práticas e instrumentações para o ensino), elaborando aspectos da abordagem enquanto também propõe práticas que amparem o seu aprendizado de forma pragmática e integrada ao programa da disciplina, fornecendo espaço de vivência investigativa ao licenciando.

Num contexto não curricular, identificamos 19 trabalhos relatando a implementação do Ensino por Investigação num contexto interventivo, promovendo a reflexão dos alunos por meio da aplicação, discussão e reestruturação de atividades investigativas em atividades extensionistas, no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID), oficinas, programa de residência pedagógica ou em cursos de curta duração.

Sintetizando os resultados no Eixo 1, percebemos que, quando abordado no ensino superior, no contexto curricular o EnCI comparece em disciplinas de natureza didático-pedagógica e raramente no contexto das disciplinas das ciências de referência. No contexto extracurricular, o EnCI comparece em projetos tais como de extensão, PIBID ou Residência Pedagógica.

No segundo eixo, buscamos identificar as percepções de licenciandos e professores, a partir de relatos, nos artigos, de dificuldades, tanto de implementação quanto de compreensão do EnCI. Embora consolidado como uma abordagem didática, percebeu-se que alguns professores e alunos apresentam concepções equivocadas ao se referirem à abordagem investigativa, haja vista a sua complexidade e o fato de que configura-se um conjunto de pressupostos, atitudes e intenções que o professor deve adotar ao decidir utilizar o EnCI, a partir dos quais ele visa elencar ferramentas e metodologias apropriadas (Sasseron, 2015). Trabalhos categorizando-a como "metodologia ativa", indicam lacunas formativas que vão de encontro com as possibilidades que o EnCI apresenta, limitando o seu potencial e reduzindo-o a atitudes isoladas. Isso é evidenciado por relatos advindos de processos de reflexão orientada ou discussões entre licenciandos e professores a respeito de tentativas de implementação de atividades investigativas, apresentando dificuldades na proposição de problemas, promoção de discussões ou elaboração de atividades experimentais que tornavam-se fechadas no contexto da aplicação (Stuart, Marcondes; 2022).

No tocante à carência da abordagem investigativa enquanto componente curricular, os artigos analisados destacam a preocupação com a forma como, quando presente, ela está diluída em disciplinas de metodologias de ensino, mas

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apontam preocupação maior com a inserção da abordagem de forma mais enraizada no curso, perpassando diferentes atividades e disciplinas (Melo; et al. , 2021; Silva; Mortimer, 2013; Menezes, 2021; Monteiro; et al., 2022; Jesus; et al. , 2023); ponto este o qual Bernadete Gatti (2011, p. 218) também elabora ao afirmar:

- […] é reduzido o número de disciplinas teóricas da área de Educação (Didática, Psicologia da Educação ou do Desenvolvimento, Filosofia da Educação etc.) e que, mesmo as disciplinas aplicadas, têm espaço pequeno nas matrizes, sendo que estas, na verdade, são mais teóricas que práticas, onde deveria haver equilíbrio entre esses dois eixos. Com essas características apontadas, com vasto rol de disciplinas e com a ausência de um eixo formativo para a docência claro, presume-se a pulverização na formação dos licenciados, o que indica frágil preparação para o exercício do magistério na educação básica'

Em consonância com tal afirmação, a preocupação dos autores supracitados também surge em trabalhos publicados nos eventos considerados, de forma que somam-se aos argumentos para uma revisão curricular de cursos de licenciatura no que tange a contemplação do Ensino por Investigação ao longo do processo formativo (Moura; Sedano, 2019; Gadelha; Tenório, 2020; Santos, et al., 2023). A articulação entre o produto das análises segundo os eixos elencados é pretendida na seção subsequente, não apenas para fins de conclusão, mas também de reflexão sobre a completude do que é ensinado aos licenciandos, as carências investigativas curricularmente presentes, e a necessidade de exploração em contextos extracurriculares para uma tentativa de suprir tais lacunas.

## Conclusões

Desenvolvemos este trabalho visando compreender de que forma se dá a adoção do EnCI no contexto do Ensino Superior, e de que forma isso contribui para a formação inicial de professores. Concluímos o trabalho com algumas respostas, dificuldades encontradas, necessidades explicitadas e perspectivas de aprofundamento futuro. Foi possível verificar que, embora o EnCI seja uma abordagem didática com vasta fundamentação teórico-metodológica, a sua implementação no contexto formador de professores em cursos de licenciatura não faz uso daquilo que a própria abordagem nos traz. Além disso, o seu uso em sala de aula se dá quase que exclusivamente em disciplinas voltadas à formação para a docência, tendo pouco (quando presente) espaço em disciplinas voltadas à ciência de referência do curso em questão. Observa-se também que, em múltiplas ocasiões, a prática orientada do EnCI enquanto atividades que extrapola o campo da teoria, e coloca os licenciandos em posição de ação sob o viés da abordagem, ocorre em ações extracurriculares, como é o caso do PIBID, o que denota a validade e importância da sua implementação para a formação docente, mas contrasta com a sua ausência enquanto componente curricular que permeia a formação dos professores. É neste sentido que indicamos a relação entre os dois eixos de análise estabelecidos para a revisão sistemática: foi possível verificar os contextos de aplicação (e a consequente ausência de implementação no contexto curricular), e o resultado disso ao propor reflexões aos alunos sobre a prática investigativa, que indicam em muitos casos um conhecimento superficial. Um eixo corrobora o outro ao apontar a necessidade de estruturação das práticas investigativas enquanto baluarte dos cursos de formação de professores. O exercício aqui proposto caminha em direção a destacar, ainda mais, o Ensino por Investigação não apenas como um tópico a ser abordado, mas

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uma ferramenta formativa que seja encontrada no cerne das licenciaturas, tanto em disciplinas de cunho pedagógico quanto em disciplinas das ciências de referência.

Por fim, a preocupação da formação de professores de Física com a devida preparação para a implementação do Ensino por Investigação se faz continuamente pertinente. O baixo volume de produção acadêmica que visa o estudo de como formam-se professores sob a perspectiva investigativa indica uma necessidade de resposta. Sendo a Física um componente curricular escolar que muitas vezes é rotulado pela matematização excessiva, experimentos demonstrativos e dificuldades de aprendizado, faz-se necessária a reflexão a respeito das lacunas encontradas na formação dos professores, o que pode levar à insegurança para a implementação do Ensino por Investigação. Ademais, é importante se refletir se tal ausência de publicações não vincula-se ao próprio tradicionalismo vivido nos cursos de Física, tanto em disciplinas voltadas à ciência de referência, quanto às de metodologia, práticas de ensino e instrumentação para o ensino. Para tal, apontamos a necessidade e perspectiva de maior aprofundamento em pesquisas futuras.

## Agradecimentos

- O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES) -Código de Financiamento 001.

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