O pragmatismo na construção do conhecimento na história e no processo de aprendizagem

## O Pragmatismo na Construção do Conhecimento na História da Ciência e no Processo de Aprendizagem

## The pragmatism in the Construction of Knowledge in the History of Science and in the Learning Process

## *Alexandre Campos 1 , Élio Carlos Ricardo 2

1 USP/Instituto de Física e Faculdade de Educação/ ale.campos@usp.br, USP/Faculdade de 2 Educação/ elioricardo@usp.br

## 1. Introdução

O objetivo deste trabalho é buscar uma articulação entre a construção do conhecimento na História da Ciência (HC) e na aprendizagem de ciências. Nosso pressuposto tem como ponto de partida a natureza dos obstáculos apresentados pelos alunos durante o processo de aprendizagem e aqueles encontrados durante o processo de evolução das teorias/conceitos físicos. A intenção é discutir a pertinência da aprendizagem em situações nas quais os estudantes se deparam com pequenos obstáculos epistemológicos/aprendizagem (Astolfi, 1994). Nosso 1 referencial teórico é a Teoria dos Campos Conceituais de Gérard Vergnaud . 2

## 2. A Teoria dos Campos Conceituais

A Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud é uma teoria cognitivista neopiagetiana que desloca a relação 'sujeito-objeto' de Piaget para a relação 'esquema-situação'. Sua principal finalidade é fornecer um quadro que permite compreender as filiações e as rupturas entre conhecimentos, nas crianças e adolescentes, entendendo por 'conhecimentos' tanto o 'saber-fazer' como o saberes expresso (Vergnaud, 1990). O presente trabalho busca uma articulação entre as discussões do campo cognitivo de Vergnaud e as aproximações entre a história e a filosofia da ciência e suas implicações didáticas.

## 3. As Situações, os Invariantes operatórios e as representações

Na Teoria dos Campos Conceituais a formação de um conceito está associada à tríade (S, I, R) . De acordo com esta tríade, S é um conjunto de situações que dão sentido ao conceito (Moreira, 2002). É através das situações e problemas a resolver que um conceito adquire sentido para o estudante. Um conceito não se forma dentro de um só tipo de situação assim como uma situação não se analisa só com um conceito. Pode-se então distinguir duas classes de situações. A primeira delas são aquelas para as quais os sujeitos dispõem de seu repertório, em um momento dado de seu desenvolvimento e sob certas circunstâncias, competências necessárias ao tratamento relativamente imediato da situação; a segunda, aquelas para a qual o sujeito não dispõe de todas as competências necessárias, o que o obriga a um tempo de reflexão e exploração, a hesitações, a tentativas abortadas e o conduz eventualmente ao êxito, eventualmente ao fracasso (Vergnaud, 1990).

I é um conjunto de invariantes-operatórias (objetos, propriedades e relações) sobre as quais repousa a operacionalidade do conceito e onde se encontram seus significados manifestados através dos ' teoremas-em-ação' e dos ' conceitos-em-ação' . O termo invariante operatórios designa proposições e/ou categoria de pensamento contido nos esquemas utilizados para resolução de determinada situação (Vergnaud, 1996; 1998).

R é o conjunto de representações simbólicas (linguagem natural, gráficos e diagramas, sentenças formais etc.) que podem ser usadas para representar I e representar as situações e os procedimentos para lidar com elas, é o conjunto dos significantes do conceito (Moreira, 2002).

Dessa maneira, posta uma situação em que se discute um problema envolvendo a aplicação de conceitos físicos, os invariantes operatórios serão os 'conceitos-em-ação' e 'teoremas-em-ação' manifestos explicitamente (escrita, verbal) ou implicitamente (recursos gestuais) durante a elaboração dos esquemas de resolução pelos alunos. A tomada de informação na leitura do enunciado, informações físicas (medidas, por exemplo), a pesquisa de informações em documentações (num livro escolar, num quadro estatístico etc.), a retomada de conceitos e teoremas tratados anteriormente (energia, massa gravitacional, massa inercial, movimento relativo, conservação da energia, eletrização, calor etc.) e a combinação adequada destas informações, obedecem, em geral, a esquemas, sobretudo nos alunos que dominam estas situações (Vergnaud, 1990). Para outros alunos, trata-se de resolução de problema, porque as situações em jogo não estão, ainda, triviais para eles; mas os procedimentos heurísticos são esquemas: não são nem efetivos como os algoritmos, nem mesmo eficazes (Vergnaud, 1990). Durante essas situações de resolução e discussão e durante a escolha dos esquemas pelos alunos é que se manifestarão os 'conceitos-em-ação' e os 'teoremas-em-ação' utilizados.

Entretanto um 'conceito-em-ação' não é um verdadeiro conceito científico nem um 'teorema-em-ação' é um teorema utilizado pela ciência. Isso não significa que não podem evoluir, progressivamente, tanto para um conceito científico como para um teorema científico. Nesse caso, segundo Vergnaud, o conhecimento tornase explícito, ou seja, tomou significado e utiliza linguagens que são compartilhadas pela comunidade científica (Moreira, 2002).

## 4. A elaboração pragmática do conhecimento na História da Ciência e no aprendizado

Este processo de elaboração pragmática do conhecimento através das situações e problemas a resolver não é essencial só para a psicologia e para a didática como também o é para a HC. Ao tratar da didática das ciências, Astolfi e Develay (2008) relacionam características de uma epistemologia contemporânea das ciências ao questionamento didático correspondente. De acordo com esta relação é possível se pensar em um paralelo 3 entre a epistemologia da ciência e o processo de aprendizagem. As concepções alternativas, as controvérsias e dificuldades de aceitação de novas ideias, o processo gradativo e lento de construção do conhecimento, os métodos e limitações estão presentes tanto no processo de aprendizagem quanto na HC 4 . A título de exemplo ilustramos abaixo (tabela 1) duas das relações propostas por Astolfi e Develay:

Tabela 1 - Relações entre epistemologia das ciências e questões didáticas

As características de uma epistemologia contemporânea das ciências

O questionamento didático correspondente

A construção de conceitos ao longo da história efetuou-se por retificações sucessivas, cada etapa contendo em si diferentes obstáculos epistemológicos que são às vezes levantados posteriormente. Pode-se, por um conceito dado, e por diversas etapas de sua construção enfocar os diferentes obstáculos que foram ultrapassados ao longo da história?

Os conceitos científicos são antes de tudo respostas a problemas. Como pensar um ensino científico por resolução de problemas?

Embora esta articulação tenha sido elaborada com a finalidade de se estabelecer relação de implicação entre a HC e a didática das ciências, ela também pode ser estendida para a psicologia cognitiva. Assim, o conjunto de situações e problemas, S , que dariam sentido ao conceito poderia ter como fonte os questionamentos e argumentações encontrados na HC. Essa utilização de situações históricas que favoreceram a evolução dos conceitos pode ser bastante útil não só para a didática como também para a psicologia. Assim, por exemplo, os argumentos utilizados nas discussões sobre a possibilidade do movimento terrestre entre os séculos XIV e XVII e o fato da velocidade da luz ser independente do referencial com implicações que culminariam na teoria da relatividade restrita podem fornecer várias situações e problemas passíveis de serem transpostos para o nível de ensino que se deseja. Esses problemas e situações, agora transpostos didaticamente, passariam então a funcionar como um objetivo-obstáculo (Astolfi e Develay, 2008) e serviriam para pequenas desestabilizações e re-estabilizações dos estudantes. Seria durante esse processo que os alunos utilizariam os invariantes-operatórios ( 'conceitos-em-ação' e 'teoremas-em-ação' ) que, por sua vez, forneceria um quadro que permitisse compreender as respectivas filiações e rupturas.

## 5. Referências

ASTOLFI, Jean-Pierre. El Trabajo Didáctico de los Obtáculos , en el Corázón de los Aprendizajes Científicos. Enseñanza de las Ciencias , v. 12, n. 2, pp. 206-216, 1994.

\_\_\_\_\_; DEVELAY, Michel. A Didática das Ciências . 12. ed. Campinas: Papirus Editora, 2008. 132p.

BUENO FILHO, Marco Antonio. Conhecimento estereoquímico na acepção da Teoria dos Campos Conceituais . Tese. Instituto de Química da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. 280p.

MOREIRA, Marco Antonio. A Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud, o ensino de Ciências e a pesquisa nesta área. Investigações em Ensino de Ciências , Porto Alegre, v. 7, n. 1, pp. 7-29, 2002.

VERGNAUD, Gérard. A comprehensive theory of representation for mathematics education. Journal of Mathematical Behaviour , v. 17, n. 2, pp. 167-181, 1998.

\_\_\_\_\_. Algunas ideas fundamentales de Piaget em torno a la didáctica.

Perspectivas , v. 26, n. 10, pp. 195-207, 1996.

\_\_\_\_\_. A Teoria dos Campos Conceituais. Tradução de Dr. Méricles Thadeu Moretti. Reserches en Didactique des Mathématiques , v. 23, n. 10, pp. 133-170, 1990. Título original: La théorie des champs conceptuales. Trabalho não publicado.