OS DIFERENTES SIGNIFICADOS E CONCEPÇÕES SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA (NOS) SEGUNDO LEDERMAN E ALLCHIN

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1 OS DIFERENTES SIGNIFICADOS E CONCEPÇÕES SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA (NOS) SEGUNDO LEDERMAN E ALLCHIN Rachel Rodrigues Lima 1 (FM)* 1 rachelrlima@hotmail.com Palavras-Chave: História da Ciência, Ensino, Natureza da Ciência. Resumo: A incorporação do estudo da natureza da Ciência (NOS) e mudança nas concepções dos estudantes, sobre a mesma são defendidos por especialistas e programas curriculares. Para muitos pesquisadores, conhecer sobre NOS e reconhecer sua importância são requisitos para ensino efetivo da Ciência. No entanto, não é consenso dentro da comunidade científica o significado e os componentes da NOS. Este trabalho compara as visões de Lederman e Allchin sobre o assunto. Dentre muitas outras diferenças, Lederman acredita que aspectos de NOS deve ser explorados explicitamente enquanto Allchin defende a utilização de estudos de casos históricos ou contemporâneos. Apresentamos também aos educadores, na perspectiva de cada autor, maneiras para avaliar e desenvolver o entendimento de NOS dos seus alunos. INTRODUÇÃO Visando principalmente o conhecimento do conteúdo e resultados em testes, o ensino tradicional tende a ignorar importantes componentes da Ciência, como fatores sociais, culturais, crenças pessoais, entre outros. No entanto, apenas o conhecimento do conteúdo científico é insuficiente para a compreensão da Ciência. Pesquisadores em educação (por exemplo, Lederman et. al., 2002; Osborne et. al., 2003; Bartholomew et. al., 2004; Allchin, 2012), defendem a incorporação do estudo da natureza da Ciência (NOS) no ensino e acreditam na necessidade de mudanças das concepções dos estudantes, pois a maioria apresenta interpretações simplistas sobre a Ciência. Assim, conhecer os componentes de NOS e promover o desenvolvimento de concepções adequadas sobre esse tema têm sido objetos de pesquisas destes e de outros pesquisadores nos últimos tempos. Segundo Matthews, conhecer sobre NOS e reconhecer a importância desse estudo são requisitos para um ensino efetivo de Ciências, pois A capacidade de distinguir a boa Ciência de paródias e pseudo Ciência depende de uma compreensão da natureza da Ciência. (Matthews, 1998, p.163). Na comunidade científica, existem algumas divergências sobre o significado e os principais elementos de NOS. Neste trabalho serão apresentados e comparados os significados e concepções de NOS de dois importantes pesquisadores do ensino de Ciências: Norm G. Lederman e Douglas Allchin. Estes autores forma escolhidos considerando que o primeiro é bastante conhecido pelas pessoas que se interessam pela área, enquanto o segundo, apesar de ter ideias interessantes, não nos parece muito conhecido no Brasil. Nesse sentido, este trabalho pode apresentar novas perspectivas para professores interessados em introduzir NOS em suas práticas docentes.

2 Para educadores de Ciências, também é fundamental conhecer sobre NOS, seus componentes, sua importância no ensino e quais maneiras podem avaliar o entendimento de NOS dos seus alunos, a fim de desenvolver práticas que os favoreçam ensinar a mesma. Por isso também serão abordadas as principais implicações dos trabalhos de Lederman e Allchin para a atuação dos educadores. SIGNIFICADOS E CONCEPÇÕES SOBRE NATUREZA DA CIÊNCIA (NOS) LEDERMAN Segundo Lederman:... NOS se refere à epistemologia e sociologia da Ciência, Ciência como uma maneira de conhecimento, ou valores e crenças inerentes ao conhecimento científico e seu desenvolvimento. (Lederman, 2006, p. 303). Para Lederman et al., NOS difere do processo científico:... as pessoas muitas vezes confundem NOS com processos científicos (...) consideramos processos científicos como atividades relacionadas com a coleta e interpretação de dados, e a derivação de conclusões. (Lederman et al, 2002, p. 499). Segundo os autores, o processo científico está relacionado com o ato de fazer Ciências, por exemplo, na observação, na coleta, na intepretação de dados, na formulação de hipóteses, validação e comunicação do conhecimento. Por outro lado, NOS se relaciona com o conhecimento, os entendimentos, a criatividade, ao fato de a produção do conhecimento ser guiada por teorias e não compreende os processos da Ciência. Existem divergências sobre o significado da NOS, mas, de acordo com Lederman et al., elas são irrelevantes para o ensino no nível K Dentro da comunidade científica, existe consenso sobre a importância do estudo da NOS, sobre as principais concepções inerentes e que devem ser incluídas nos currículos de Ciências. Segundo Lederman (2006), são aspectos de consenso em relação ao conhecimento científico os fatos de ele: ser provisório (objeto de mudança); ser fundamentado empiricamente; ser subjetivo (influenciado pelas teorias e crenças pessoais ou de um grupo); envolver a inferência, a imaginação e a criatividade humana na formulação de explicações; ser social e culturalmente influenciado. Lederman et al. ainda acrescentam como importantes aspectos a observação e a inferência, a não existência de um método universal de se fazer Ciência e os significados e as relações entre teorias e leis científicas. Essa lista de aspectos contém ideias complexas sobre a Ciência e que podem não ser acessíveis a todos os estudantes, sendo, por isso, importante a sensibilidade do professor ao desenvolver e aplicar atividades. Os aspectos de NOS podem ser 1 K-12 Sigla utilizada no sistema americano de ensino. Comparada com o sistema brasileiro compreende o Ensino Básico.

3 abordados em diferentes níveis de aprofundamento de forma a se adequar às condições de ensino. O entendimento dos estudantes sobre NOS pode ser facilitado se ela for empregada, por exemplo, dentro de um contexto de investigação científica, que inclui o tradicional processo científico e o desenvolvimento de habilidades como observação, inferências, previsão, interpretação, análise de dados, entre outros. Porém, a investigação científica também se relaciona com o processo do conhecimento e raciocínio científico. E segundo Lederman:... estudantes devem ser hábeis para fazer investigação assim como conhecer sobre a investigação. (Lederman, 2006, p. 309) O desenvolvimento de atividades dentro de um contexto de investigação científica pode favorecer a desconstrução de imagens distorcidas da Ciência, como por exemplo, a de que não existe um único método científico com etapas determinadas e a serem seguidas. No entanto, Lederman relata que essa abordagem deve ser realizada de forma explicita, ou seja, expressando claramente as concepções da Ciência a fim de se favorecer o desenvolvimento de uma compreensão aprofundada sobre como o conhecimento científico é produzido e suas implicações. Destaca também que, para isso, é necessária à participação reflexiva dos alunos. Alguns currículos de ensino defendem a incorporação da História e da Filosofia da Ciência, pois acreditam que atividades nessas perspectivas podem aumentar as concepções dos estudantes sobre NOS. Todavia, Lederman (2006) relata que cursos com essas abordagens promoveram pequeno impacto no entendimento dos estudantes sobre a NOS. O fato de o autor reconhecer que o contexto histórico deve ser abordado para engajar e dar aos alunos apreço ao esforço científico, mas que os aspectos da NOS devem ser trabalhados de forma explicita, indica sua crença em que tal abordagem é mais efetiva que as abordagens implícitas e históricas na promoção do entendimento da NOS e da investigação científica. A abordagem explicita deve ser realizada trabalhando os vários aspectos de NOS no contexto de uma discussão reflexiva possibilitando experiências sobre a prática da Ciência. Isso pode ser alcançado através da investigação orientada, por exemplo, as atividades laboratoriais, que envolvem os alunos em discussões sobre suas práticas. Segundo o autor, o estudo de NOS e da investigação científica não deve ser um estudo adicional, ou seja, como um novo conteúdo. Ao contrário, deve ocorrer de forma unificada, mesmo em um contexto mais tradicional de ensino de Ciências com seus princípios e concepções. ALLCHIN Allchin não apresenta uma definição clara e objetiva do que seria Natureza da Ciência nos artigos utilizados como referência neste trabalho. Entretanto, analisando esses artigos e o método proposto de avaliação das concepções de NOS, percebe-se que, para ele, Ciência se relaciona tanto com a maneira de saber quanto com as práticas científicas. Ele também defende que o ensino de NOS deve incluir as contribuições de historiadores, filósofos, sociólogos e demais áreas que estudam a Ciência.

4 Em suas próprias palavras, temos uma evidência da importância dessas contribuições para Allchin no ensino de NOS quando aborda o respeito pelos interessados. O conteúdo de NOS deve ser fiel (não contradizer) achados de historiadores, filósofos e sociólogos da Ciência, bem como de outros que estudam a Ciência a partir de um ponto de vista relativamente remoto. (Allchin, 2011, p. 531) Mesmo existindo consenso entre os educadores de Ciência sobre a importância e o valor do ensino de NOS, há muito a ser realizado. Isso ocorre porque há poucas experiências criadas a serem incorporadas nas salas de aula de forma a informar e envolver os professores nessas atividades. As listas com princípios de consenso sobre NOS e presentes na comunidade científica, nos documentos curriculares e nos métodos de avaliação como o Views of Nature of Science Questionnaire (VNOS) são, para Allchin, deficientes, incompletas e ou possuem enfoque equivocado. Allchin acredita que as listas não fazem uma contextualização dos princípios que apresentam e omitem outros relevantes, como o papel da credibilidade, a interação social, os financiamentos, as motivações, o processo de validação de novos métodos, as fraudes, os erros, entre outros. A afirmação declarativa de que a Ciência é provisória, sem contexto, pode ser grosseiramente enganosa. É preciso habilidade para aplicar o conhecimento adequadamente, mais do que mero acordo ou desacordo com certos princípios. (Allchin, 2011, p. 528) O autor defende que o ensino de NOS deve desenvolver uma alfabetização científica funcional que possibilite tomadas de decisões públicas ou pessoais. Para tal, é necessário interpretar, entender conceitos científicos, ser capaz de avaliar provas, analisar a credibilidade, as incertezas e as possíveis fontes de erros de forma a orientálos em suas decisões. Promover essas habilidades é um desafio, pois é necessária a elaboração de atividades que permitam aos alunos articular esses componentes de NOS dentro de um contexto e nas salas de aula. Segundo o autor, os estudos de caso são uma boa ferramenta e podem ser empregados em situações históricas ou contemporâneas. Os estudos de caso devem abordar a NOS de forma multifacetada, ser um trabalho bem delimitado, detalhado e com contextos ricos. Essa abordagem deve proporcionar experiências e compreensão de como a Ciência trabalha, preparando os alunos para participar de uma sociedade onde a Ciência e as tecnologias são cada vez mais importantes. É essencial também que durante os estudos de caso isso ocorra de forma explicita e promovendo reflexão. Nos estudos de casos relacionados a contextos contemporâneos, podem ser utilizadas notícias ou situações problemáticas, mas essas devem ser tratadas com cuidados, pois precisam de uma solução clara para julgar e interpretar o problema. Os estudos de casos históricos também são importantes facilitadores para a aprendizagem da NOS. Esses casos devem ser bem fundamentados histórica, sociológica e filosoficamente, para evitar visão diferente, caricata e com abordagem ingênua de NOS. Exemplos de estudos de casos históricos são encontrados na coleção da Universidade Minnesota, onde cada caso proposto destaca aspectos da NOS com base em episódios históricos da Ciência. Esses casos foram montados de forma a contemplar os seguintes itens:

5 retratar a natureza da Ciência; retratar a tentativa (ou provisoriedade) da natureza da Ciência; retratar o contexto humano e cultural da natureza da Ciência; retratar a História em seu contexto original; utilizar a aprendizagem por investigação. Os casos de Minnesota normalmente apresentam um formato de caso interrompido, ou seja, como uma narrativa intercalada com problemas científicos, para promover reflexão do aluno. É importante que os casos motivem os alunos a refletir e discutir sobre os problemas, aprendendo de forma mais eficaz. Sendo assim, o papel do professor é identificar o nível dos alunos, escolher problemas motivadores e acessíveis, promover discussões e desenvolvimento de habilidades analíticas. Para o autor, os recursos geralmente utilizados na implantação nas salas de aula do ensino de NOS não são suficientes para um aprendizado eficiente, pois professores tendem a seguir velhos hábitos e a resistir a mudanças. O estudo de NOS, se realizado de forma integrada e contextualizada, pode contribuir para aprendizagem do conteúdo. Para mudar essa atitude de paralisação dos professores é importante o incentivo à formação continuada e à promoção da polarização desse ensino. COMPARAÇÃO DOS SIGNIFICADOS E CONCEPÇÕES SOBRE NATUREZA DA CIÊNCIA (NOS) Allchin, diferentemente de Lederman, não apresenta um significado explícito do que seja NOS. Entretanto, comparando seus trabalhos, é possível perceber que as ideias dos autores são distintas. Lederman é enfático em dizer que NOS está relacionada com a epistemologia, com a sociologia e que não envolve o processo científico. Já Allchin não faz essa separação, pois relaciona a Ciência tanto com a maneira como sabemos quanto com suas práticas. Lederman reconhece que os significados de NOS são diferentes na comunidade científica, mas afirma que isso é insignificante para o ensino no nível básico. Ambos os autores concordam e citam em seus trabalhos a importância do ensino da NOS e o reconhecimento desse estudo na comunidade científica. A lista de princípios foi utilizada por Lederman et al. no desenvolvimento do VNOS, um dos métodos de avaliações da NOS mais utilizados. Para Allchin, as listas com ideias sobre a Ciência são deficientes e deixam de fora alguns princípios importantes, por exemplo, a confiabilidade das afirmativas científicas. O estudo da natureza da Ciência possui objetivos semelhantes para os dois autores. Ambos acreditam que, com o entendimento de NOS, são desenvolvidas habilidades de observação, análise, interpretação, avaliação e conclusão. Allchin destaca que essas habilidades são relevantes para as tomadas de decisão. Já Lederman acredita que podem desmistificar visões distorcidas da Ciência. Com esse embasamento, os alunos compreendem melhor como o conhecimento científico é construído, qual a sua importância e como ele é influenciado pelas crenças, cultura, sociedade, economia, entre outros. As propostas de cada autor para a prática de ensino da NOS são diferentes. Lederman defende que os princípios podem ser aplicados no contexto da investigação científica. Por outro lado, Allchin utiliza os estudos de casos históricos ou contemporâneos. As maneiras de desenvolver a aprendizagem são diferentes, mas

6 ambos concordam que essas práticas devem acontecer de forma explícita e promover a reflexão dos estudantes. Os autores também possuem ideias semelhantes sobre o papel do professor, pois para eles compete ao professor: identificar o nível adequado da abordagem a ser de acordo com as características dos alunos, dar orientações, ser motivador, fomentador e facilitador de discussões. Na tabela 1 são apresentadas, de forma condensada, quais as principais concepções de Lederman e Allchin. Tabela 1: Comparativo das concepções de Lederman e Allchin Aspectos Lederman Allchin NOS Relacionada com a epistemologia e sociologia. Separa NOS dos processos científicos. Habilidades Desenvolvidas Lista de Princípios Práticas de Ensino Papel do Professor Observação e análise. Utilizada no desenvolvimento de seu método de avaliação, o VNOS. Investigação científica. Explicita e reflexiva. Identificar nível dos estudantes para elaboração das atividades. Promover discussões. RELEVÂNCIA PARA FORMAÇÃO DO PROFESSOR Não separa NOS dos processos científicos. Habilidades para tomada de decisões. São deficientes e descontextualizadas. Estudos de casos. Explicita e reflexiva. Identificar nível dos estudantes para elaboração das atividades. Promover discussões. Como vimos, Lederman e Allchin defendem a importância e a incorporação do ensino de NOS no ensino de ciências. Para isso, é essencial reconhecer essa relevância e que esse estudo seja incluído nos currículos e adotado em sala de aula. Infelizmente, durante a formação dos professores o estudo de NOS e da epistemologia é, muitas vezes, ignorado. Assim, é necessário que os profissionais participem constantemente de cursos de formação continuada, buscando ou aperfeiçoando seus conhecimentos. Para o profissional da educação, conhecer sobre a importância do ensino de NOS e as possíveis práticas para seu desenvolvimento em sala é fundamental. Nesse trabalho, vimos exemplos de duas atividades possíveis: a investigação científica e os estudos de casos. Entretanto, a utilização dessas atividades é apenas o primeiro passo para a incorporação da NOS. Segundo Lederman e Abd-El-Khalick, citados por Bartholomew e Osborne (2004):... o conhecimento da natureza da ciência era apenas um requisito necessário, mas não, por si só, suficiente para garantir a prática efetiva. (Bartholomew e Osborne, 2004, p. 678) É preciso também querer romper a barreira, por exemplo, do ensino conteudista, fechado, autoritário e que prioriza os testes. Ou seja, é preciso mudar a visão de ensino-aprendizagem tradicional e dos professores.

7 Os estudos de caso e a investigação científica são atividades que favorecem a discussão reflexiva com os alunos, a construção de argumentos, de tomada de decisões e capacidade de desconstruir visões distorcidas da Ciência. Das práticas de ensino apresentadas nesse trabalho a que se destacou por mais clareza e objetividade foi a de Allchin. O autor mostrou os estudos de casos em contextos históricos bem construídos e com possibilidades de serem abordados no contexto do ensino de vários conteúdos. Ele também ofereceu mais informações das ações dos professores no momento de conduzir as discussões e escolher o estudo de casos. CONCLUSÃO Neste trabalho, apresentamos e comparamos os significados da natureza da Ciência (NOS) para dois importantes pesquisadores do ensino de Ciências - Lederman e Allchin. Como vimos, eles possuem algumas concepções semelhantes e outras distintas. As principais semelhanças são a importância que ambos destinam ao ensino de NOS e a maneira explícita e reflexiva das discussões. Por outro lado, as principais diferenças de concepções estão relacionadas ao significado de NOS e à importância que cada atribui às listas de princípios. Ao contrário de Lederman, para Allchin as listas são descontextualizadas e deficientes em termos de favorecer a utilização dos conhecimentos sobre a ciência na análise de situações cotidianas. As práticas de ensino dos autores também são diferentes. Lederman defende o ensino explícito da lista de princípios. Allchin defende a utilização dos estudos de casos, contemporâneos ou históricos práticas vistas por ele como capazes de promover compreensão sobre como o conhecimento científico é produzido, como é influenciado pelas crenças, pela economia e quais são suas implicações. A apresentação dessas concepções é importante, pois informa e reforça a necessidade da implantação dessas práticas escolares pelos professores. Estes, além de conhecerem essa importância, devem reconhecer seu papel como educadores e mudar sua visão de ensino-aprendizagem. À nosso ver, a compreensão dessas semelhanças e distinções é importante pois, além de informar sobre e reforçar a importância de modificar o ensino de ciências nessa perspectiva, pode auxiliar professores interessados em introduzir natureza da ciência em suas práticas docentes. AGRADECIMENTOS Às professoras Rosária Justi e Paula Mendonça, pela oferta da disciplina Natureza do Conhecimento Científico e suas Implicações na Pesquisa em Educação em Ciências, na Faculdade de Educação da Universidade Federal de Minas Gerais. Em especial a professora Rosária Justi, pela colaboração na revisão do trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLCHIN, D. (2011). Evaluating Knowledge of the Nature of (Whole) Science. Science Education, 95(3),

8 ALLCHIN, D. (2012). The Minnesota Case Study Collection: New Historical Inquiry Case Studies for Nature of Science Education. Science & Education, 21(9), BARTHOLOMEW, H., OSBORNE, J., & RATCLIFFE, M. (2004). Teaching Students Ideas About Science : Five Dimensions of Effective Practice. Science Education, 88(5), LEDERMAN, N. G., ABD-AL-KHALICK, F., BELL, R. L., & SCHWARTZ, R. S. (2002). Views of Nature of Science Questionnaire: Toward Valid and Meaningful Assessment of Learners Conceptions of Nature of Science. Journal of Research in Science Teaching, 39(6), LEDERMAN, N. G. (2006). Syntax of Nature of Science within Inquiry and Science Instruction. In L. B. Flick & N. G. Lederman (Eds.), Scientific Inquiry and Nature of Science (pp ). Dordrecht: Springer. MATTHEWS, M. R. (1998). In Defense of Modest Goals When Teaching about the Nature of Science. Journal of Research in Science Teaching, 35(2), OSBORNE, J., COLLINS, S., RATCLIFFE, M., MILLAR, R., & DUSCHL, R. (2003). What Ideas-about-Science Should Be Taught in School Science? A Delphi Study of the Expert Community. Journal of Research in Science Teaching, 40(7),