UMA ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE OS CONCEITOS DE MÉTODO CIENTÍFICO E DE INVESTIGAÇÃO

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1 UMA ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE OS CONCEITOS DE MÉTODO CIENTÍFICO E DE INVESTIGAÇÃO Luís Dourado, ldourado@ iep.uminho.pt Manuel Sequeira msequeira@iep.uminho.pt Instituto de Educação e Psicologia, Universidade do Minho, Braga, Portugal INTRODUÇÃO Ensinar os alunos a fazer ciência correspondeu, desde sempre, a uma das preocupações da educação em ciência. Contudo, essa preocupação tem sido objecto de diversas interpretações, expressas, segundo Jenkins (1999), através da defesa do ensino do método científico, dos processos científicos, da ciência como inquérito, etc. A integração no ensino das ciências do designado "método científico", sinteticamente representado pelas siglas O.H.E.R.I.C. (Observação, Hipótese, Experiência, Resultados, Interpretação, Conclusão), correspondeu a uma das soluções que procurava dar resposta a esta preocupação (Giordan,1999). A sua influência foi marcante na década de 60, aquando do movimento de aprendizagem por descoberta (APD), traduzida em projectos curriculares para o ensino das ciências, dos quais os mais marcantes foram o Nuffield, o Physical Science Study Committe (PSSC) e o Biological Science Curriculum Study (BSCS). Note-se que, nessa altura, em que dominavam as concepções indutivistas de ciência (Santos & Praia, 1992), a realização de uma investigação científica, correspondia ao cumprimento rigoroso de todas as etapas do método científico. Pesem embora as grandes alterações ocorridas nas concepções epistemológicas de ciência (Praia, 1999), os professores de ciências interiorizaram de tal forma o significado de método científico (Giordan, 1999), que a sua influência continua a fazer-se sentir, nomeadamente em muitos currículos de ciências (Hodson, 1988) e em algumas práticas lectivas (Praia, 1999). Na verdade, as actuais perspectivas no domínio da filosofia da ciência rejeitam o método científico e assumem uma diversidade de procedimentos metodológicos reconhecidos pela comunidade científica. Estas mudanças ao nível da epistemologia da ciência fornecem argumentos a favor de uma perspectiva de ensino das ciências em que

2 o ensinar a "fazer ciência" é concretizado através da realização de "investigações", entendidas como modalidade de resolução de problemas (Gott & Duggan, 1995). O objectivo deste trabalho consiste no explicitar da relação que se pode estabelecer entre aquilo que anteriormente, no contexto da APD e do método científico, se designava por familiarização com os métodos de trabalho da ciência, e aquilo que hoje em dia, no contexto da realização de investigações é designado por prática do trabalho científico ou dito de outro modo, qual a validade das etapas do método científico face à actual interpretação do conceito de investigação. Iniciaremos a nossa abordagem com uma clarificação do conceito de método científico e com a referência à principais críticas que lhe são formuladas. Em seguida, procuraremos clarificar o conceito actual de investigação. Finalmente, efectuaremos uma análise das etapas do método científico, procurando, por uma lado, criticar o entendimento tradicional das mesmas e, por outro, discutir a sua validade à luz do conceito de investigação. O MÉTODO CIENTÍFICO E AS CRÍTICAS QUE LHE SÃO FORMULADAS O método científico corresponde a uma sequência linear de várias etapas que, segundo Millar (1991), se inicia com a observação. As restantes etapas incluem habitualmente: a formulação de hipóteses; o desenho de experiência, a recolha de dados, a análise de dados e a elaboração de conclusões (Storey & Carter, 1992). A implementação destas etapas conduz às explicações, desde que estas tenham sido efectuadas de um modo cuidadosamente estruturado e sequenciado (Millar, 1998). Considera-se, deste modo, que a observação precede a teoria (Millar, 1991) ou seja as conclusões são justificadas através de observações formalmente lógicas e imparciais (Santos, 1991). Hodson (1998) sistematiza de um modo claro, aquilo que designou por nove mitos acerca da ciência e da investigação científica mas que traduzem a conceptualização mais frequente do método científico: 1. a observação promove o acesso directo e seguro ao conhecimento; 2. a ciência começa com a observação; 3. a ciência progride por indução; 4. a experimentação é decisiva; 5. a ciência engloba processos discretos e genéricos; 6. a investigação científica corresponde a um algoritmo de procedimentos; 7. a ciência corresponde a uma actividade objectiva; 8. as designadas atitudes científicas são essenciais na prática efectiva de ciência; 9. todos os cientistas possuem estas atitudes. 2

3 De acordo com as actuais perspectivas no domínio da filosofia da ciência, não se acredita que o método científico permita caracterizar a ciência, nem que haja uma lista de actividades formular hipóteses, planear experiências, etc. que possam utilizarse como critério para saber se se "faz ciência" ou não (Díaz & Jimenez, 1999). Não é mais possível continuar a assumir a defesa de um "método científico" assente numa visão indutivista, constituído por uma série de etapas esteriotipadas e lineares (Garcia Barros, 2000). De acordo com Giordan (1999), a fórmula O.H.E.R.I.C. corresponde mesmo a um modelo ideal, demasiado belo para ser real, mas que nunca foi de facto implementado em laboratório. O autor anterior afirma mesmo que, o método científico corresponde a uma reconstrução linear do processo de investigação, realizada à posteriori, depois do investigador ter encontrado resposta para as sua interrogações. O CONCEITO ACTUAL DE INVESTIGAÇÃO O propósito da ciência é ampliar o campo do saber, resolvendo problemas, ou seja dando resposta a incógnitas (Gil Pérez, 1993). A realização de uma investigação corresponde, assim, a uma modalidade de resolução de problemas (Duggan & Gott, 1995). Numa investigação, considera-se que não existe um sequência tipo de etapas bem definidas, mas sim uma multiplicidade de sequências possíveis (Giordan, 1999; Hodson,1992; Hodson, 1993) em que as diferentes actividades do investigador (formulação e análise de problemas, análise de dados, revisão bibliográfica ) se misturam continuamente (Garcia Barros, 2000). Para caracterizar o percurso do investigador, existem três elementos principais: Questão, Hipótese e Experiência. Estes são difíceis de separar, funcionando geralmente como um todo, ou frequentemente como um sistema de interacções múltiplas e de feedback. Giordan (1999) propõe um sistema de interacções entre Questão, Hipótese e Experiência, no qual as experiências não verificam completamente uma hipótese, mesmo que vão de encontro ao resultado esperado, mas apenas a corroboram. Assim, uma experiência, nunca refuta totalmente uma hipótese. A maioria das vezes a hipótese resiste, transformando-se e adaptando-se às circunstâncias, sendo apenas abandonada pela convergência de diversas experiências que a contradizem (Giordan, 1999). No entanto, Chalmers (1982) alerta para o facto de uma hipótese não poder ser definitivamente refutada ou, na linguagem de Popper

4 falseada com base na observação pois esta pode ser falível. Assim, a hipótese é objecto de uma aceitação ou rejeição provisória e qualquer uma destas está sujeita a revisão. Daqui em diante, o significado atribuído ao termo investigação será o referido anteriormente. ANÁLISE DE ASPECTOS COMUNS AO MÉTODO CIENTÍFICO E ÀS INVESTIGAÇÕES A comparação superficial das etapas do método científico com as características de uma investigação, podem, de algum modo, conduzir à interpretação de que existem fortes semelhanças entre os dois. Contudo, uma análise mais pormenorizada de cada uma das etapas do método científico face à actual interpretação do conceito de investigação permite demonstrar que não é assim. Na análise que iremos efectuar abordaremos os seguintes aspectos: o papel da observação, a identificação de problemas, a formulação de hipóteses; a realização de experiências para testar hipótese; as decisões sobre os dados a recolher e o modo como o fazer, a elaboração de conclusões. Esta sequência de análise, não significa que, tal como acontece no método científico, uma investigação também assuma esta linearidade; ela surge apenas para facilitar a organização da nossa análise a) papel da observação Na acepção de método científico anteriormente descrita, a observação é considerada objectiva e imutável (Driver, 1983), independente da teoria e independente das experiências particulares de vida do observador (Hodson, 1998). Assim, perante a mesma realidade todos os sujeitos observariam exactamente a mesma coisa. Contudo, de acordo com o conceito de investigação já abordado e segundo diversos autores (Millar, 1998; Gunstone, 1991; Driver, 1983, Chalmers, 1985; Finley & Pocoví, 2000), considera-se que a observação está dependente das ideias prévias de quem a efectua e da sua experiência de vida, o que significa que, perante a mesma realidade, sujeitos diferentes realizem observações diferentes. b) identificação de problemas A perspectiva do método científico não atribui grande relevo aos problemas e à sua resolução. A intenção não é procurar resolver um problema mas sim confirmar as hipóteses formuladas a partir das observações realizadas. Assim, mesmo que ocorra a 4

5 formulação de um problemas, não é valorizada a sua resolução mas sim a obtenção dos resultados esperados (Cachapuz et al, 2000). No contexto de uma investigação, o papel desempenhado pelos problemas é fundamental, pois de acordo com o que foi dito anteriormente, a investigação têm como objectivo a resolução de problemas. São estes que orientam todo o trabalho subsequente. No que respeita à identificação de problemas, no âmbito do método científico, eles teriam origem na observação e dada a natureza desta, seriam os mesmos para diferentes sujeitos. Pelo contrário, no contexto das investigações, o problema científico identificado depende das teorias ou ideias prévias que o sujeito possui sobre o mundo natural (Finley & Pocoví, 2000), pelo que um mesmo contexto pode originar a formulação de diferentes problemas c) formulação de hipóteses Relativamente à formulação de hipóteses, o método científico defende que as hipóteses são formuladas tendo por base as observações. No contexto de uma investigação considera-se que a formulação de hipóteses exige uma compreensão clara dos fenómenos em estudo, envolvendo, por isso, teorias prévias e corresponde a uma actividade de elevada criatividade intelectual. d) realização de experiências para testar hipóteses A realização de experiências para testar hipóteses desempenha um papel fulcral no método científico. Através delas as hipóteses, anteriormente formuladas, ou são definitivamente aceites ou rejeitadas. Na acepção que lhes é atribuída pelas investigações, considera-se que o papel desempenhado pela experiência apenas permite encontrar suporte a favor ou contra as hipóteses formuladas. Para além disto, nem todas as investigações permitem a realização de experiências, devido à inacessibilidade aos acontecimentos (em termos de tempo e espaço), à sua inadmissibilidade do ponto de ético, ao perigo que comportam e/ou aos custos que significam (Hodson, 1998). d) decisões sobre os dados a recolher e modo como o fazer Na concretização do método científico as decisões sobre a recolha de dados estão intimamente associadas ao procedimento experimental realizado, e assim são tomadas à partida. No caso das investigações, embora possam ser tomadas decisões iniciais sobre os dados a recolher, podem, no decurso da realização da investigação, surgir situações que obriguem à reformulação do tipo de dados a recolher. Assim, as

6 decisões sobre a recolha de dados não são tomadas de um modo imparcial e préestabelecido, mas dependem da teoria associada ao problema em estudo (Finley & Pocoví, 2000) e do modo como esta evolui. e) elaboração de conclusões No contexto do método científico, a elaboração de conclusões corresponde ao corolário lógico da análise dos dados obtidos através da experimentação. Se a hipótese é confirmada, passa a constituir uma conclusão que é aceite; se a hipótese não se verifica então é rejeitada definitivamente (Finley & Pocoví, 2000). No contexto da investigação, o corolário lógico só pode ser o da não aceitação de conclusões formuladas de um modo definitivo. De facto, as limitações relacionadas com a percepção humana que afectam cada um dos aspectos anteriormente descritos (Gunstone, 1991), e os escassos dados que normalmente são recolhidos, apenas permitem formular as conclusões em termos de interpretações possíveis, como consequência da aceitação ou da rejeição provisórias das hipóteses. e) apresentação da teoria A apresentação da teoria corresponde à etapa menos compreendida do método científico, sendo normalmente apresentada como a altura em que se considera que surge uma nova teoria, pelo facto de um grupo de cientistas ter seguido o método científico (Finley & Pocoví, 2000). Contudo, no âmbito das investigações não se aceita que a apresentação de uma nova ideia corresponda à última etapa, uma vez que, frequentemente, ela constitui o início de uma longa e, por vezes, árdua sequência de discussões, argumentações, réplicas, novas investigações, e modificações da nova ideia. CONCLUSÕES E IMPLICAÇÕES A abordagem por nós efectuada sobre os conceitos de método científico, de investigação e da relação entre ambos, leva-nos a concordar com diversos autores (Hodson, 1988; Feyerbend citado por Millar & Driver, 1987) que defendem a inexistência de um método científico. Contudo, aquela análise, indica-nos que os aspectos habitualmente presentes no método científico tradicional podem estar também presentes numa investigação, embora com um significado muito diferente, e sem o carácter de uma lista de etapas bem ordenadas, capaz de gerar conhecimento seguro (McPherson, 2001). 6

7 Estas conclusões têm implicações quer ao nível das actividades realizadas para ensinar ciências, quer ao nível dos recursos didácticos, quer ainda ao nível da formação de professores de ciências. No primeiro caso e aceitando o conceito de investigação adoptado neste trabalho, o aluno, ao contrário do que acontecia aquando da aceitação do método científico, não dispõe de um algoritmo que lhe permita testar uma hipótese (Duggan & Gott, 1995), mas antes tem que ser capaz de imaginar uma estratégia para resolução de um problema, o que implica re-interpretar o enunciado do problema, antecipar possíveis respostas ao problema, analisar variáveis (para identificar variáveis relevantes e irrelevantes), imaginar e avaliar diferentes estratégias de resolução, implementar a estratégia seleccionada (para obter evidências que conduzam à aceitação ou à rejeição das respostas antecipadas ). Pode ainda acontecer que os alunos tenham que reformular toda ou parte da estratégia ou até mesmo que re-interpretar/redefinir o problema. No que respeita aos materiais didácticos, merece especial referência o manual escolar que, contrariamente ao que por vezes ainda acontece, deve deixar de privilegiar actividades que conduzem o aluno à descoberta de determinado conhecimento (as quais têm subjacente o método científico) e passar a incluir muito mais actividades de tipo investigação. Relativamente à formação de professores, é necessária uma intervenção de fundo que permita a evolução das concepções indutivistas que muitos professores ainda perfilham (e que os conduzem à implementação de metodologias de ensino baseadas no método científico), no sentido de concepções de ciência e de metodologia científica compatíveis com os princípios preconizados pelas Novas Filosofias da Ciência. A aceitação destes princípios é um pré- requisito para a utilização, no contexto do ensino escolar das ciências, de uma concepção de investigação consistente com a defendida neste trabalho, necessária para garantir estratégias de ensino que permitam aos alunos aprender ciências e construir uma imagem actual da ciência e do conhecimento científico. REFERÊNCIAS CACHAPUZ A.F.et al (2000). Perspectivas de ensino das ciências. In Cachapuz A.F. (Org.). Perspectivas de ensino. Porto: Centro de Estudos de Educação em Ciência.

8 CHALMERS, A.F. (1982). Que es esa cosa llamada ciencia?. Madrid: Siglo Veitiuno. DÍAZ de BUSTAMANTE J. & JIMENEZ ALEIXANDRE M.P. (1999). Aprender ciencias, hacer ciencias: resolver problemas en clase. Alambique, nº 20, pp DRIVER, R. (1985). The pupil as scientist. Milton Keynes: Open University Press. FINLEY, F.N. & POCOVÍ, M. C. (2000). Considering the scientific method of inquiry. In Minstrell, J. & van Zee E.H (Ed.). Inquiring into inquiry learning and teaching in science. Washington: American Association for Advancement of Science, pp GARCÍA BARROS, S. (2000). Qué hacemos habitualmente en las actividades prácticas? Cómo podemos mejolarlas? In Sequeira, M. et al. (Org.). Trabalho Prático e Experimental na Educação em Ciências. Braga: Universidade do Minho, pp GIL PÉREZ, D. (1993). Contribución de la história y filosofia de las ciencias al desarrolho de un modelo de enseñanza/aprendizaje como investigación, Enseñanza de las Ciencias, Vol. 11, nº 2, pp GIORDAN, A. (1999). Une didactique pour les sciences expérimentales: Paris: Éditions Belin. GOTT, R. & DUGGAN, S. (1995). Investigative work in the science curriculum. Buckingham: Open University. GUNSTONE, R. (1991). Reconstructing theory from practical experience. In Woolnough, B. (Ed.). Practical Science. Milton Keynes: Open University, pp HODSON, D. (1998). Is this really what scientists do? Seeking a more authentic science in and beyond the school laboratory. In Wellington, J. (Ed.). Practical work in school science: Which way now?. Londres: Routledge, pp HODSON, D. (1992). Assessment of practical work: some considerations in Philosophy of science. Science & Education, Vol. 1, pp HODSON, D. (1988). Filosofia de la ciencia y educacion cientifica. In Porlán R. et al (Org.). Constructivismo y enseñanza de las ciencias. Sevilha: Díada Editoras, pp JENKINS, E. W. (1999). Practical work in school science: some questions to be answered. In Leach J. & Paulsen A. C. (Ed.). Practical Work in Science Education: recent research studies. Kluwer: Roskilde University Press, pp

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