A NATUREZA DA CIÊNCIA E O ENSINO DE CIÊNCIAS * Iône Inês Pinsson Slongo (Professora do curso de Pedagogia Unochapecó ione@unochapeco.edu.br) Daiane Christ (Aluna do curso de Pedagogia Unochapecó daia_c@unochapeco.edu.br) Resumo: Este trabalho teve como foco o ensino de ciências nos anos iniciais do ensino fundamental. Partiu do pressuposto que o ensino de ciências neste segmento escolar tem o objetivo de propiciar ao aluno elementos para uma compreensão e atuação crítica do mundo que o cerca, e para isso, os professores deverão apresentar adequada compreensão sobre a ciência e seu modo de produção. Assim, o estudo investigou as concepções sobre a natureza da ciência de 30 professores dos anos iniciais do ensino fundamental, atuantes em escolas públicas estaduais e municipais da região Oeste de Santa Catarina. Os dados foram coletados no primeiro semestre de 2011, através da aplicação de questionário com questões fechadas. Os resultados permitem inferir que os professores vivem um momento de transição de suas concepções, ou seja, ao mesmo tempo em que admitem a subjetividade, a pluralidade de métodos e a influência de aspectos sócio-culturais e políticos no processo de produção do conhecimento, também afirmam que a experimentação é o caminho para a validação do conhecimento científico. Com relação à ciência e ao avanço do conhecimento (visão cumulativa ou descontinuísta), o grupo acha-se dividido. Muito provavelmente este estágio de compreensão dos professores sobre a natureza da ciência liga-se aos processos de formação vivenciados, quer inicial ou continuada, como também, às suas experiências profissionais. Pesquisadores de todo o mundo reconhecem a necessidade da inserção do debate epistemológico nos espaços de formação docente, devidamente articulado às suas práticas de ensino, pois, se a reflexão epistemológica se mostra imprescindível, ela é também insuficiente, na medida em que os professores não vivenciam suas próprias rupturas. Palavras-chave: Ensino de ciências. Concepções epistemológicas. Anos iniciais do ensino fundamental. 1. Introdução e contextualização Há mais de quatro décadas, a inserção do ensino de Ciências, desde os primeiros anos da escolaridade, tem sido amplamente defendida. De modo mais específico, este movimento ganhou forças na década de 1970, com a implantação da Lei 5692, que ampliou a obrigatoriedade do ensino de Ciências a todas as séries do então 1º. grau. Na década de 1990 e posteriores, os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) passaram a contemplar essa maior valorização da área, explicitando claramente seus objetivos: É função do ensino de ciências instrumentalizar o aluno para uma mudança de consciência na leitura da realidade onde se insere. Implica em desenvolver junto a ele, habilidades e conhecimentos que estruturados ao longo do primeiro grau possibilitarão, através de rupturas que o próprio aluno deverá fazer, a compreensão do processo científico, a reflexão e ação sobre o mundo em que vive, quer das relações com outros indivíduos, quer destes com o meio natural e tecnológico, contribuindo também para que os sujeitos se posicionem com argumentos a respeito de questões polêmicas e possa orientar suas ações de forma mais consciente, * O texto é resultado do projeto O Ensino de Ciências na infância: identificando e problematizando concepções e práticas pedagógicas financiado com recursos oriundos do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica PIBIC/CNPq.
ampliando sua possibilidade presente de participação social. (CADERNO DE ÁREAS, p. 39, [200?]). Aliada a isso, a vertiginosa produção científica e tecnológica que marcou as últimas décadas, impregnando nossas vidas, levou a um aprofundamento do debate sobre a educação científica escolar, suas concepções, finalidades, conteúdos e metodologias. Os PCNs para as ciências naturais assim dispõem: Mostrar a Ciência como um conhecimento que colabora para a compreensão do mundo e suas transformações, para reconhecer o homem como parte do universo e como indivíduo, é a meta que se propõe para o ensino da área na escola fundamental. A apropriação de seus conceitos e procedimentos pode contribuir para o questionamento do que se vê e ouve, para a ampliação das explicações acerca dos fenômenos da natureza, para a compreensão e valoração dos modos de intervir na natureza e de utilizar seus recursos, para a compreensão dos recursos tecnológicos que realizam essas mediações, para a reflexão sobre questões éticas implícitas nas relações entre Ciência, Sociedade e Tecnologia. (BRASIL, 1997, p. 21-22). Particularmente nos anos iniciais, o ensino de Ciências tem sido valorizado sob o argumento de que Para o exercício pleno da cidadania, um mínimo de formação básica em ciências deve ser desenvolvido, de modo a fornecer instrumentos que possibilitem uma melhor compreensão da sociedade em que vivemos (DELIZOICOV; ANGOTTI, 1994, p. 56). Paradoxalmente, os cursos de formação de professores para este segmento escolar, mesmo com a exigência de formação superior aos professores, fixada pela LDB de 1996, ainda apresentam carga horária insignificante para uma discussão mais consistente sobre o ensino de Ciências. Há muito tempo, pesquisadores da área reconhecem que as relações pedagógicas estabelecidas pelos professores de Ciências são porta-vozes de suas concepções sobre a natureza da ciência. Argumenta-se, também, que um dos objetivos fundamentais do ensino de Ciências é que o aluno adquira, ao longo da trajetória escolar, uma visão adequada sobre a natureza da ciência, tanto em seus aspectos internos, quanto externos (HARRES, 2003). O investimento nesta perspectiva epistemológica tem sido apontado como elemento fundamental à superação do ensino de Ciências tradicional, pautado numa epistemologia empirista, ainda fortemente presente na realidade educacional brasileira. Apesar dos esforços realizados, sobretudo a partir dos anos 1980, ainda são fortes as evidências de que estudantes e professores são portadores de um entendimento inadequado sobre a natureza da ciência. O século se iniciou prenhe de possibilidades. Vivemos na sociedade do conhecimento, contudo, faz-se necessário investigar e refletir sobre o professor que estamos formando para mediar o conhecimento científico. Esse é o foco do estudo que
ora apresentamos: em que ciência acreditam os professores dos anos iniciais do ensino fundamental, quando ensinam ciências? 2. Encaminhamentos metodológicos O estudo configurou-se como pesquisa de abordagem qualitativa, conforme caracterização de Ludke e André (1986). As concepções dos professores sobre a atividade científica foram identificadas mediante aplicação de questionário composto por dez questões objetivas, priorizando identificar a relação: ciência e sujeito do conhecimento; ciência e método científico; ciência e validação do conhecimento, ciência e o avanço do conhecimento e ciência e relações sócio-culturais, políticas e econômicas. O instrumento foi elaborado a partir de descritores sobre a atividade científica, utilizados no estudo de Moreira, Massoni e Ostermann (2007). Em cada descritor, o professor poderia posicionar-se, concordando, discordando ou mostrando-se indeciso. O questionário foi aplicado nos meses de maio e junho de 2011, a 30 professores dos anos iniciais do ensino fundamental da rede pública de ensino de Chapecó (SC) e entorno, em sua grande maioria, nos próprios locais de trabalho. Naturalmente esse tipo de pesquisa apresenta limitações, sobretudo por levantar dados a partir de questões fechadas, as quais nem sempre traduzem inteiramente o pensamento do sujeito pesquisado. De todo o modo, o estudo possibilitou explicitar elementos do contexto epistemológico que orienta o ensino de Ciências promovido por estes professores. 3. Apresentação e análise de dados Perfil dos sujeitos pesquisados Os professores participantes desta pesquisa encontram-se, em sua maioria, na faixa etária entre 26 e 48 anos (94%) e são predominantemente do sexo feminino (93%). Todos são graduados, a maioria em Pedagogia (88%); quase todos possuem pós-graduação lato-sensu (90%). Trata-se de um grupo relativamente jovem na profissão docente, 66% tem até 15 anos de experiência. Do total, 83% cumprem carga horária de 40 horas semanais, e 56% estão vinculadas à escola com contrato temporário, e apenas 37% são efetivos; 80% informam
participar de programas de formação continuada sempre que possível, enquanto 20% participam com regularidade. Os professores e a natureza da ciência Tendo em vista a análise pretendida, o estudo centrou-se na visão de ciência dos professores. Esta, ao ser tomada como objeto de análise, possibilitou melhor compreender os fundamentos que orientam a educação científica escolar. No Quadro 1, são apresentados os dados obtidos e respectiva análise. QUADRO 1. Subjetividade e produção do conhecimento No processo de produção do conhecimento, o pesquisador dispensa obrigatoriamente a criatividade, a intuição e a imaginação 2 7 26 86 0 0 2 7 A maioria dos professores investigados (86%) desmistifica a neutralidade do pesquisador, ao admitir que o sujeito participa ativamente do processo de elaboração do conhecimento, que sua criatividade, intuição e imaginação fazem parte do ato criativo. Quanto a este aspecto, os professores distanciam-se da visão clássica de ciência, de caráter positivista, que postula em favor da supremacia do objeto e toma o sujeito do conhecimento como neutro. Este aspecto tem particular importância quando o professor toma o aluno, como sujeito inserido sócio culturalmente. Ou seja, em oposição ao sujeito contemplativo, neutro, que utiliza adequadamente o método científico e por isso gera conhecimentos novos, a maioria dos professores compreende que a atividade científica pressupõe a atuação do um sujeito não neutro. No Quadro 2, são apresentadas as posições dos professores em relação à produção do conhecimento e a realização de experimentos: QUADRO 2. Produção do conhecimento e a realização de experimentos Existem investigações científicas que dispensam a realização de experimentos 6 20 17 56 5 17 2 7
Observa-se que 56% dos professores relacionam a investigação científica à realização de experimentos, e apenas 20% admitem que uma investigação que não realiza experimentos também pode gerar conhecimentos científicos. O número de indecisos e que não responderam a questão é significativo (23%). Ao relacionar a atividade científica à realização de experimentos, os professores acenam para uma concepção empirista de ciência. Este dado pode ser mais bem compreendido ao analisar os resultados obtidos pelo próximo descritor e apresentados no Quadro 3: QUADRO 3. Conhecimento científico e comprovação experimental Tudo aquilo que não é passível de comprovação experimental, não pode ser designado de conhecimento científico 12 40 10 33 5 17 3 10 Nota-se que, enquanto 33% dos professores discordam desta afirmação, 40% vinculam o conhecimento científico e sua validação à comprovação experimental. Mais uma vez, a maioria dos professores se aproxima de uma visão ingênua sobre a ciência, própria do indutivismo. Particularmente em relação à comprovação experimental, Teixeira, Hel-Hani e Freire Jr. (2001) argumentam que é uma visão disseminada na sociedade pela mídia, a qual, para vender produtos, vale-se desta ideia, informando que a eficácia do produto foi comprovada experimentalmente, portanto, devendo ser aceita sem questionamentos. Os dados sinalizam a necessidade de aprofundar a reflexão epistemológica em cursos de formação de professores, quer inicial ou continuada, considerando que muitos aspectos da vida humana não podem ser reduzidos à observação e verificação experimental. Os professores que assim concebem a atividade científica, quando ensinam Ciências, tendem a seguir o caminho didático-pedagógico da mera transmissão de conteúdos ao aluno: Exigirá que seu aluno repita inúmeras vezes, a teoria, até memorizá-la, pois ele é, originariamente, tábula rasa, folha de papel em branco, um "nada" em termos de conhecimento. Essa memorização consistirá, necessariamente, num empobrecimento da teoria, além de impedir que algo novo se constitua. É assim que funciona a quase totalidade de nossas salas de aula. (BECKER, 2009, p.5). No próximo descritor, os professores mostram sua concepção plural sobre o método científico. Os dados estão no Quadro 4:
QUADRO 4. Produção do conhecimento e o método científico Existe apenas um método geral e universal para produzir conhecimento científico 1 3 26 87 1 3 2 7 Nesta questão nota-se que a grande maioria dos docentes (87%) admite a pluralidade de métodos utilizados na produção do conhecimento científico. Contudo, se cruzarmos este dado com aquele expresso no quadro 2, veremos que são contraditórios e que os professores estão confusos. Ao mesmo tempo em que admitem a pluralidade metodológica, condicionam a investigação cientifica à realização de experimentos. Parece que a compreensão de que o método experimental é o critério para distinguir conhecimento científico de não científico ainda não foi superada e que a compreensão que muitos aspectos da vida humana não podem ser reduzidos à observação e verificação objetiva e quantitativa, também não foi satisfatoriamente atingida. Nesta mesma direção apontam os dados do Quadro 5: QUADRO 5. A relação observação e teoria na produção do conhecimento Toda a investigação científica começa pela observação sistemática do fenômeno a ser estudado 24 80 1 3 3 10 2 7 Observa-se que a grande maioria dos docentes (80%) concebem o método científico como empirista-indutivo, isto é, [...] a ciência começa com a observação. [...] o corpo do conhecimento científico é constituído pela indução a partir da base segura fornecida pela observação (CHALMERS, 1992, p. 27). Ou seja, os professores revelam uma visão empirista sobre a ciência, para a qual, [...] a observação dos fenômenos e a realização de experimentos precedem a formulação de teorias (BORGES, 1996, p. 17). Este índice, somado aos professores que manifestam dúvidas quanto a este descritor, somam 90% da amostra investigada. O dado indica o predomínio de uma visão mais tradicional sobre a ciência, para a qual as teorias nascem da observação e dos experimentos. Abordagens epistemológicas mais recentes apontam que a capacidade de observação é inseparável da interpretação. Para Chalmers, Proposições de observações são sempre feitas
na linguagem de alguma teoria e serão tão precisas quanto a estrutura teórica ou conceitual que utilizamos (1992, p. 54). O Quadro 6 explicita a compreensão dos professores sobre a provisoriedade do conhecimento científico: QUADRO 6. A transformação das teorias científicas O conhecimento científico é provisório. 13 43 12 40 2 7 3 10 Nota-se que 43% dos professores compreendem que as teorias científicas estão sujeitas a transformações, enquanto que 40% tomam o conhecimento científico como imutável, provavelmente, como verdadeiro, pronto e acabado. Este entendimento influencia sobremaneira o modo como o professor seleciona e aborda os conteúdos programáticos escolares, podendo levá-lo a abordar o conhecimento escolar também como um produto, acabado, desprovido de história e inquestionável. Segundo premissas epistemológicas pósempiristas, faz-se necessário que os professores concebam [...] teorias, modelos, conceitos e definições com base nas quais se elaboram os conteúdos programáticos escolares incluindo seu processo de produção, de modo que se explore a historicidade do conhecimento veiculado e se explicite seu caráter simultaneamente verdadeiro e provisório o qual, sendo elucidativo e interpretativo para uma compreensão do real, constitui, portanto, uma verdade temporal. Em outros termos, os conhecimentos trabalhados na educação escolar são historicamente contextualizados e permitem interpretar o mundo físico e social e atuar sobre ele, que tem uma dinâmica de transformação realimentadora do processo de produção de conhecimento, de modo que também o transforme, sobretudo quando novidades (novos conhecimentos) são produzidos e apresentados em teorias e modelos que alteram profundamente as interpretações já efetuadas do mundo físico e social. (DELIZOICOV; ANGOTTI; PERNAMBUCO, 2002, p. 186-187). O descritor, apresentado no Quadro 7, explicita a compreensão dos professores sobre a evolução do conhecimento. QUADRO 7. A evolução do conhecimento científico
Os conhecimentos científicos evoluem sempre de modo cumulativo. 11 37 11 37 5 17 3 9 Observa-se que o índice de professores que compreendem a evolução do conhecimento por continuidade (37%), equivale ao índice dos que apostam também na descontinuidade (rupturas). O índice de indecisos e não respondentes também é significativo (26%). Delizoivoc; Angotti; Pernambuco (2002), analisando as proposições epistemológicas de Fleck (1986), Kuhn (1975) e Bachelard (1996), argumentam sobre a importância de explicitar as descontinuidades presentes na produção do conhecimento, em oposição à visão exclusivamente cumulativa de ciência que o empirismo lógico apregoou. Os autores sinalizam que há implicações importantes desta compreensão na apropriação do conhecimento pelo estudante. Em uma análise mais externalista da ciência, os professores demonstraram sintonia com correntes atuais. Os dados estão no Quadro 8: QUADRO 8. Impacto dos valores econômicos, políticos e sócio-culturais sobre a ciência A ciência independe dos processos econômicos, políticos e culturais vigentes na sociedade. 6 20 20 66 2 7 2 7 Observa-se que 2/3 dos docentes concebem a ciência não somente como um produto científico, mas como um produto social. Apontam que a atividade é influenciada por fatores econômicos, políticos e sócio-culturais. Para Freire-Maia (1998), não se pode acreditar, ingenuamente, que a ciência seja algo independente do meio social. A ciência, ao mesmo tempo em que influencia, sofre influências do meio social específico e dos fatores que compõem a cultura. Assim, o pesquisador é portador de uma cultura que define hábitos, modos de perceber e de agir. Portanto, o conhecimento construído pelo indivíduo é um produto dos fatores culturais, econômicos, políticos e sociais envolvidos. Os pressupostos epistemológicos implicadas nesta pesquisa têm relação direta com a educação científica escolar, influenciando, não somente o modo como o conhecimento científico é abordado, mas, também, a visão de ciência oferecida aos estudantes. O estudo revelou, de um lado, posições dos docentes que se vinculam a uma epistemologia empirista e, de outro, posições que se vinculam a perspectivas epistemológicas pós-empiristas. Assim, o
grupo de professores parece estar em transição quanto às suas concepções sobre a natureza da ciência. Para que ocorram mudanças e ressignificações neste sentido, faz-se necessário aprofundar as reflexões epistemológicas oferecidas nos cursos de formação de professores. 4. Considerações Finais Conforme foi possível explicitar, os professores revelaram concepções epistemológicas distintas. Os resultados permitem inferir que os professores vivem um momento de transição de suas concepções, isto é, ao mesmo tempo em que admitem a subjetividade, a pluralidade de métodos e a influência de aspectos sócio-culturais e políticos no processo de produção do conhecimento, também afirmam que a experimentação é o caminho para a validação deste mesmo conhecimento. Com relação à ciência e ao avanço do conhecimento (visão cumulativa ou descontinuísta), o grupo também acha-se dividido. Muito provavelmente este estágio de compreensão dos professores sobre a natureza da ciência ligase aos processos de formação vivenciados, quer inicial ou continuada, como também, às suas experiências profissionais. Pesquisadores de todo o mundo reconhecem a necessidade da inserção do debate epistemológico nos espaços de formação docente, devidamente articulado às suas práticas de ensino, pois, se a reflexão epistemológica mostra-se imprescindível, ela é também insuficiente, na medida em que os professores não vivenciam suas próprias rupturas. Assim como o estudo de Chinelli, Ferreira e Aguiar (2010), os dados não mostram grandes contradições, antes explicitam que a reflexão epistemológica presente nos cursos de formação inicial e continuada de professores é insuficiente. Em sintonia com Borges (1996), defendemos que os professores necessitam vivenciar nestes espaços de formação, rupturas em relação às suas próprias concepções, afinal, Se o conhecimento científico não é neutro; se existem influências externas (políticas, econômicas e sócio-culturais) sobre o desenvolvimento das ciências; se as teorias hoje aceitas não são definitivas, imutáveis; se é rejeitada a idéia de que a ciência é neutra, independente de juízos de valor contestando, portanto, o positivismo; como, então, aceitar a concepção empirista e indutivista de conhecimento? Como pensar que o conhecimento científico parte da observação... de uma observação neutra, isenta de influências? Como falar em método científico referindo-se a um único método, como normas rígidas de procedimento? (BORGES, 1996, p. 67). Para ressignificar tais visões não basta introduzir uma disciplina na matriz curricular dos cursos de graduação, ou promover um encontro para que alguém desestabilize a compreensão dos professores. O debate epistemológico é um tema complexo que necessita ser vivenciado pelos professores (BORGES, 1996). Reconhecer que os professores detenham um
conhecimento sobre o conhecimento e que este se acha razoavelmente estruturado, pode significar um grande avanço. Mas, um avanço ainda maior poderá ser o trabalho de problematizar tal pensamento dos professores, de forma interligada com o ensino que realizam, a partir de correntes filosóficas e epistemológicas de que dispomos hoje. 5. Referências BECKER, Fernando. O que é construtivismo? Desenvolvimento e Aprendizagem sob o Enfoque da Psicologia II, UFRGS PEAD, 2009. Disponível em: http://livrosdamara.pbworks.com/f/oquee_construtivismo.pdf. acesso em: 28 de março de 2011. BORGES, M. R.R. Em debate: cientificidade e educação em ciências. Porto Alegre: SE/CECIRS, 1996. BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais: ciências naturais /Secretaria de Educação Fundamental. Brasília: MEC/SEF, 1997. CADERNO DE ÁREAS. Uma reflexão sobre o conhecimento - Ciências. Chapecó, Administração Popular, [200?]. CHALMERS, A. F. O que é ciência afinal? São Paulo: Editora Brasiliense, 1992. CHINELLI, Maura Ventura; FERREIRA, Marcus Vinícius da Silva; AGUIAR, Luiz Edmundo Vargas de. Epistemologia em sala de aula: a natureza da ciência e da atividade científica na prática profissional de professores de ciências. Ciência & Educação, v. 16, n. 1, p. 17-35, 2010. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/ciedu/v16n1/v16n1a02.pdf Acesso em: 15 de novembro de 2010. DELIZOICOV Demétrio; ANGOTTI, José André Peres. Metodologia do Ensino de Ciência. São Paulo: Cortez, 1994. DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A.; PERNAMBUCO, M. Ensino de ciências: fundamentos e métodos. São Paulo: Cortez, 2002. FREIRE-MAIA, N. A ciência por dentro. Rio de Janeiro: Vozes, 1998. HARRES, J. B. S. Natureza da Ciência e implicações para a educação científica. In: MORAES, R. (Org.). Construtivismo e ensino de ciências. Porto Alegre:EDIPUCRS, 2003. LÜDKE, Menga; ANDRÉ, Marli. Pesquisa em Educação: abordagens qualitativas. São Paulo: EPU, 1986. MOREIRA, M.A.; MASSONI, N.T.; OSTERMANN, F. "História E Epistemologia Da Física" Na Licenciatura Em Física: Uma Disciplina Que Busca Mudar Concepções Dos Alunos Sobre A Natureza Da Ciência. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 29, n. 1, 2007. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=s0102-47442007000100019&lng=&nrm=iso&tlng Acesso em 10 de Jul de 2011.
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