A MOBILIZAÇÃO DO CONHECIMENTO TEÓRICO E EMPÍRICO NA PRODUÇÃO DE … · 2018-12-12 · proposições de que para alcançá-la devemos favorecer o engajamento dos estudantes em

DOI10226001518-8795ienci2017v22n2p139

A MOBILIZACcedilAtildeO DO CONHECIMENTO TEOacuteRICO E EMPIacuteRICO NA PRODUCcedilAtildeO DE EXPLICACcedilOtildeES E ARGUMENTOS NUMA ATIVIDADE INVESTIGATIVA DE BIOLOGIA

The use of theoretical and empirical knowledge in the production of explanations and arguments in an inquiry biology activity

Maiacutera Batistoni e Silva [batistonimairaunifespbr] Departamento de Ciecircncias Exatas e da Terra Setor de Educaccedilatildeo

Universidade Federal de Satildeo Paulo Rua Satildeo Nicolau 210 Diadema SP Brasil

Siacutelvia Luzia Frateschi Trivelato [slftriveuspbr]

Departamento de Metodologia do Ensino e Educaccedilatildeo Comparada Universidade de Satildeo Paulo

Av da Universidade 308 Satildeo Paulo SP Brasil

Resumo

Pautando-nos na ideia da Alfabetizaccedilatildeo Cientiacutefica como um propoacutesito do Ensino de Ciecircncias e nas recentes proposiccedilotildees de que para alcanccedilaacute-la devemos favorecer o engajamento dos estudantes em praacuteticas da cultura cientiacutefica este trabalho pretende analisar a produccedilatildeo de explicaccedilotildees e argumentos numa atividade didaacutetica baseada em investigaccedilatildeo a fim de caracterizar a mobilizaccedilatildeo pelos estudantes do conhecimento teoacuterico e empiacuterico ao se engajarem nessas praacuteticas Analisando os relatoacuterios cientiacuteficos elaborados pelos alunos do 1ordm ano do Ensino Meacutedio ao final da atividade investigativa sobre dinacircmica populacional evidenciamos a importacircncia do conhecimento empiacuterico referente ao contexto de investigaccedilatildeo como repertoacuterio para a construccedilatildeo de explicaccedilotildees especialmente quando os estudantes lidavam com dados anocircmalos ao modelo explicativo jaacute conhecido Esse conhecimento tambeacutem se revelou importante para a produccedilatildeo de argumentos vaacutelidos visto que a maior parte das justificativas empreendidas foi de natureza empiacuterica independente se os dados estavam ou natildeo de acordo com o modelo explicativo jaacute conhecido Esses resultados reforccedilam a importacircncia da participaccedilatildeo dos estudantes em atividades investigativas como jaacute defendido por diferentes autores desta aacuterea de pesquisa como tambeacutem indicam que a praacutetica de investigaccedilatildeo propiciou o engajamento em praacuteticas epistecircmicas pois o conhecimento sobre as condiccedilotildees experimentais e os procedimentos de coleta de dados forneceu repertoacuterio para a produccedilatildeo de explicaccedilotildees e argumentos Por fim discutimos a relevacircncia desta pesquisa para o campo do Ensino de Biologia buscando defender a promoccedilatildeo de atividades investigativas com enfoque experimental como possibilidade de integrar objetivos conceituais e epistecircmicos e ultrapassar as dificuldades geradas pelas especificidades desta aacuterea do conhecimento em relaccedilatildeo agraves demais disciplinas do campo das Ciecircncias da Natureza

Palavras-Chave Ensino por investigaccedilatildeo explicaccedilatildeo argumentaccedilatildeo experimentaccedilatildeo praacuteticas epistecircmicas

Abstract

Agreeing with the scientific literacy as the purpose of science education and with the recent propositions that in order to achieve it we should favor the engagement of students in practices of scientific culture this study intends to analyze the production of explanations and arguments in an inquiry based teaching activity in order to characterize students mobilization of theoretical and empirical knowledge by engaging in these practices Analyzing the scientific reports elaborated by the students (14-15 years old) after the inquiry activity on population dynamics we highlight the importance of empirical knowledge about the experimental context as a repertoire for construction of explanations especially when students deal with anomalous data This knowledge was also important for production of valid arguments since most of the justifications were empirical regardless of whether or not the data were in accordance with the explanatory model already known These results reinforce the importance of students engagement in inquiry activities as already defended by different authors of this research area and indicate that the inquiry practice allowed the engagement in epistemic practices since the knowledge about the experimental conditions and the

V22 (2) ndash Ago 2017 pp 139 - 153

Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias ndash V22 (2) pp 139-153 2017

procedures of data collection provided a repertoire for the production of explanations and arguments Finally we discuss the relevance of this research to the field of biology teaching seeking to defend the promotion of inquiry activities with an experimental approach as an opportunity to integrate conceptual and epistemic objectives and overcome the difficulties generated by the specificities of this area of knowledge in relation to the other disciplines in nature sciences

Keywords Inquiry based teaching explanation argumentation experimentation epistemic practices

INTRODUCcedilAtildeO

Ao abrir jornais e revistas consultar a internet ou assistir agrave TV eacute inevitaacutevel encontrarmos diariamente notiacutecias sobre problemas ambientais impactos de novos haacutebitos sociais na vida dos indiviacuteduos epidemias e pandemias aleacutem de promissoras novidades cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo estas uacuteltimas um sonho de consumo para grande parte da populaccedilatildeo Esse exacerbado volume de informaccedilotildees cientiacuteficas e aparatos tecnoloacutegicos vem impondo exigecircncias educacionais no que diz respeito ao ensino de ciecircncias tanto em relaccedilatildeo ao mundo do trabalho quanto ao exerciacutecio da cidadania

A compreensatildeo adequada das ciecircncias e suas tecnologias depende do conhecimento que cada cidadatildeo construiu em grande parte nas situaccedilotildees de ensino formal ou seja na instituiccedilatildeo escolar Desta forma a ciecircncia que eacute ensinada na escola precisa contribuir para que os indiviacuteduos possam em sua vida cotidiana articular conhecimentos para a tomada de decisotildees

Nesse sentido diversos pesquisadores que investigam o ensino e a aprendizagem das ciecircncias vecircm desenvolvendo trabalhos de pesquisa sob o enfoque da Alfabetizaccedilatildeo Cientiacutefica segundo o qual o ensino das disciplinas cientiacuteficas deve ampliar as oportunidades dos estudantes aprenderem ciecircncias para aleacutem dos conceitos envolvendo a forma de funcionamento das ciecircncias os procedimentos utilizados no desenvolvimento da ciecircncia a natureza do conhecimento cientiacutefico e as relaccedilotildees entre ciecircncia tecnologia sociedade e ambiente (Deboer 2000 Krasilchik amp Marandino 2007 Sasseron amp Carvalho 2011)

Para Sasseron e Duschl (2016) a alfabetizaccedilatildeo cientiacutefica deve possibilitar que os indiviacuteduos conheccedilam e reconheccedilam as ciecircncias como aacuterea de conhecimento da humanidade estando por isso imersa em contextos social cultural e histoacuterico Para tanto esses autores defendem constantes mudanccedilas no ensino de ciecircncias especialmente em relaccedilatildeo agrave ecircnfase dada agrave explicitaccedilatildeo e ao uso de conceitos e ideias cientiacuteficas

Tomamos como pressuposto a importacircncia de que o ensino de ciecircncias traga para o centro da discussatildeo aspectos que transitam entre os conceitos as leis os modelos e as teorias cientiacuteficas e os elementos epistemoloacutegicos das ciecircncias tornando parte dos temas em discussatildeo em aula os processos e meacutetodos de investigaccedilatildeo e as anaacutelises realizadas ao longo de sua execuccedilatildeo e os fatores que balizam as escolhas por eles Nosso entendimento eacute que deste modo os alunos tecircm a oportunidade de compreender as ciecircncias como aacuterea de pesquisa como aacuterea que produz conhecimento e que constroacutei observa e aprimora regras e praacuteticas em um mecanismo interno de avaliaccedilatildeo constante (Sasseron amp Duschl 2016 p53)

Considerando as ciecircncias como uma atividade construiacuteda socialmente a partir de praacuteticas especiacuteficas que satildeo sustentadas pelo compartilhamento de normas e linguagem que lhe satildeo proacuteprias (Kuhn 2013 Longino 2002) nos uacuteltimos anos vem crescendo o nuacutemero de pesquisas que abordam aspectos epistemoloacutegicos no ensino de ciecircncias destacando a ideia de que este natildeo deve se preocupar somente com a aquisiccedilatildeo de conceitos mas tambeacutem deve possibilitar que os alunos conheccedilam e se apropriem das praacuteticas sociais da comunidade cientiacutefica (Duschl 2008 Osborne 2016) Tais praacuteticas denominadas praacuteticas epistecircmicas dizem respeito agraves formas como os membros da comunidade propotildeem comunicam avaliam e legitimam o conhecimento cientiacutefico numa determinada estrutura disciplinar (Kelly 2008 Kelly amp Licona in press)

Ao propor que as praacuteticas epistecircmicas poderiam ser agrupadas em quatro grandes praacuteticas associadas ao fazer cientiacutefico a saber a proposiccedilatildeo a comunicaccedilatildeo a avaliaccedilatildeo e a legitimaccedilatildeo o trabalho de Kelly (2008) desencadeou diversos estudos que buscaram descrever as praacuteticas epistecircmicas adotadas pelos alunos no contexto escolar evidenciando se a abordagem das disciplinas cientiacuteficas

oportuniza o contato com praacuteticas sociais das ciecircncias (Jimeacutenez-Aleixandre et al 2008 Manzoni-De-Almeida et al 2016 Sasseron amp Duschl 2016 Silva 2008)

Um aspecto importante a ser considerado eacute que a maioria das pesquisas aborda o engajamento em algumas ou frequentemente em apenas uma praacutetica epistecircmica entre as quais podemos destacar a investigaccedilatildeo a construccedilatildeo de explicaccedilatildeo e a argumentaccedilatildeo Jimeacutenez-Aleixandre e Crujeiras (2017) e Osborne (2016) argumentam que essas trecircs praacuteticas cientiacuteficas poderiam constituir as bases do conhecimento necessaacuterias agrave promoccedilatildeo do raciociacutenio cientiacutefico almejado na formaccedilatildeo dos estudantes

Na aacuterea do ensino de ciecircncias muitos autores defendem que aprender ciecircncias envolve o aprendizado da praacutetica cientiacutefica propriamente dita ideia que perpassa pesquisas e documentos curriculares desde o iniacutecio do seacuteculo XX (Osborne 2016) e atualmente pauta documentos educacionais de diferentes paiacuteses (Jimeacutenez-Aleixandre amp Crujeiras 2017) Neste sentido espera-se que os alunos faccedilam aquilo que eacute proacuteprio das ciecircncias investigar situaccedilotildees problemaacuteticas Para tanto as abordagens didaacuteticas precisam criar no contexto escolar um ambiente investigativo de tal forma que os estudantes possam engajar-se nas praacuteticas associadas ao fazer cientiacutefico

Eacute importante ressaltar aqui que estamos abordando a investigaccedilatildeo como praacutetica cientiacutefica enfatizando que sua realizaccedilatildeo requer coordenaccedilatildeo de habilidades e conhecimentos especiacuteficos ou seja natildeo se trata de ensinar procedimentos eou teacutecnicas isolados Nesse sentido nosso entendimento eacute de que a investigaccedilatildeo eacute uma praacutetica que exibe compreensatildeo do fazer cientiacutefico e por esse motivo eacute importante na promoccedilatildeo da aprendizagem conceitual epistecircmica e social das ciecircncias conforme apontam diferentes pesquisas (Kelly 2008 Kelly amp Licona in press Sasseron amp Duschl 2016)

De uma forma abrangente e pragmaacutetica a ciecircncia pode ser considerada como o esforccedilo humano para alcanccedilar um entendimento do mundo (Mayr 2005) tendo como principais objetivos prever controlar e explicar os fenocircmenos (McCain 2015) Nesse sentido destaca-se a importacircncia das explicaccedilotildees visto que aumentam nosso entendimento sobre o mundo que nos cerca e devido a este entendimento somos capazes de prever e controlar fenocircmenos (McCain 2015)

Braaten e Windschitl (2011) analisaram diversos trabalhos de filosofia da ciecircncia que buscavam examinar a estrutura e o papel das explicaccedilotildees na ciecircncia e compilaram cinco modelos de explicaccedilatildeo presentes na praacutetica dos cientistas a saber a) Lei abrangente (explicaccedilatildeo pautada na deduccedilatildeo explica fenocircmenos como resultado loacutegico de regularidade expressa por uma lei) b) Estatiacutestico-probabiliacutestico (explicaccedilatildeo pautada na induccedilatildeo deriva de tendecircncia ou padratildeo nos dados disponiacuteveis sem explicitar a causa do evento) c) Causal (explicaccedilatildeo deriva de tendecircncia ou padratildeo nos dados e explicita a causa do evento) d) Pragmaacutetico (a questatildeo inicial assim como o contexto definem o que conta como uma explicaccedilatildeo satisfatoacuteria) e) Unificaccedilatildeo (explicaccedilotildees para eventos singulares satildeo unificadas em generalizaccedilotildees atraveacutes do uso de grandes teorias da ciecircncia)

A despeito do modelo de explicaccedilatildeo mais adotado em diferentes aacutereas do conhecimento considerando seu importante papel na ciecircncia pesquisadores defendem que estrateacutegicas didaacuteticas fomentadoras da construccedilatildeo e da compreensatildeo de explicaccedilotildees no ensino sejam cruciais para o entendimento dos fenocircmenos e para o engajamento dos estudantes em praacuteticas epistecircmicas (Chinn amp Malhotra 2002 Duschl amp Grandy 2008)

Aleacutem da explicaccedilatildeo haacute outra entidade discursiva fundamental na praacutetica cientiacutefica o argumento que julga se a explicaccedilatildeo eacute vaacutelida ou natildeo Na cultura cientiacutefica qualquer explicaccedilatildeo precisa ser validada pelos pares pois haacute explicaccedilotildees muacuteltiplas para qualquer fenocircmeno Algumas das explicaccedilotildees dadas satildeo completamente falsas e outras podem falhar no momento de esclarecer o problema Assim as explicaccedilotildees satildeo julgadas por argumentos na medida em que vatildeo se tornando coerentes plausiacuteveis e abrangentes (Osborne amp Patterson 2011)

Berland e Mcneill (2012) defendem que a explicaccedilatildeo e a argumentaccedilatildeo satildeo praacuteticas cientiacuteficas complementares por meio das quais a comunidade cientiacutefica constroacutei conhecimento A construccedilatildeo de conhecimento perpassaria de acordo com essas autoras pela produccedilatildeo de sentido focada no entendimento do fenocircmeno investigado quando os cientistas estatildeo tentando entender como ou porque um fenocircmeno ocorre o que estaria alinhado com a praacutetica epistecircmica explicar Complementando as autoras apontam que a construccedilatildeo de conhecimento tambeacutem perpassa pelo convencimento dos pares da qualidade da explicaccedilatildeo construiacuteda o que estaacute relacionado agrave praacutetica epistecircmica argumentar Assim estas praacuteticas ocorreriam concomitantemente na construccedilatildeo do conhecimento (Berland amp Mcneill 2012)

A linguagem argumentativa estaacute presente no cotidiano do cientista desde as reuniotildees de laboratoacuterio em que os pesquisadores de um mesmo grupo verificam resultados de pesquisa e constroem conclusotildees ateacute encontros regionais ou internacionais nos quais os cientistas comunicam e colocam suas conclusotildees agrave prova Estaacute presente tambeacutem nos artigos publicados os quais passam por avaliaccedilatildeo anocircnima por pares aumentando o rigor do processo de validaccedilatildeo de conclusotildees cientiacuteficas

De Chiaro e Leitatildeo (2005) definem o argumento como um conjunto miacutenimo de ponto de vista e justificativa e nesse formato o argumento eacute o elemento que permite identificar a posiccedilatildeo defendida por um falante e as ideias com as quais a justifica No que diz respeito especificamente agrave argumentaccedilatildeo cientiacutefica sem contradizer a definiccedilatildeo anterior adotaremos a definiccedilatildeo das autoras espanholas Bravo et al (2009) para as quais a argumentaccedilatildeo cientiacutefica consiste na avaliaccedilatildeo de enunciados agrave luz das evidecircncias disponiacuteveis o que requer a coordenaccedilatildeo entre dado e conclusatildeo Assim a argumentaccedilatildeo cientiacutefica refere-se ao uso de dados como evidecircncia para sustentar um enunciado e este por sua vez poder ser uma explicaccedilatildeo

Mais investigada do que a explicaccedilatildeo encontra-se na literatura um grande nuacutemero de estudos preocupados em analisar a argumentaccedilatildeo em contextos de ensino e aprendizagem nas uacuteltimas duas deacutecadas (Berland amp Hammer 2012 Driver et al 2000 Erduran et al 2004 Jimeacutenez-Aleixandre et al 2000 Jimeacutenez-Aleixandre amp Bustamante 2003 Kelly amp Takao 2002 Sandoval 2003 Simon et al 2006) O trabalho de Jimeacutenez-Aleixandre e Erduran (2007) lista as potenciais contribuiccedilotildees do ensino de ciecircncias pautado na argumentaccedilatildeo a saber a) torna puacuteblico o raciociacutenio atraveacutes da linguagem e pode ajudar o desenvolvimento de processos cognitivos e metacognitivos b) suporta o desenvolvimento de competecircncias comunicativas e particularmente do pensamento criacutetico c) capacita os alunos a se comunicarem utilizando a linguagem da Ciecircncia c) desenvolve criteacuterios epistecircmicos de produccedilatildeo comunicaccedilatildeo e validaccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e por fim d) promove o desenvolvimento do raciociacutenio particularmente a escolha de teorias ou posicionamentos baseada em criteacuterios racionais

Muitas pesquisas sobre argumentaccedilatildeo em contextos de ensino e aprendizagem se utilizam de uma ferramenta de anaacutelise produzida por Toulmin (2006) O acutemodelo` ou acutepadratildeo de Toulmin` como eacute chamado o esquema proposto pelo autor para analisar os argumentos eacute formado por elementos distinguiacuteveis interconectados a uma conclusatildeo dados e garantia que podem ou natildeo ser complementados pelo apoio refutador e qualificador Mais especificamente a conclusatildeo eacute a afirmaccedilatildeo apresentada ao puacuteblico para avaliaccedilatildeo Os dados e garantias satildeo os fatos invocados para sustentar a conclusatildeo O apoio eacute constituiacutedo por generalizaccedilotildees que tornam expliacutecito o corpo de experiecircncias invocadas para dar confiabilidade agrave justificativa dada O refutador satildeo as condiccedilotildees ou circunstacircncias nas quais a conclusatildeo natildeo eacute vaacutelida e finalmente o qualificador delimita qual eacute a forccedila da conclusatildeo a partir da justificativa apresentada (Toulmin 2006)

A anaacutelise de argumentos atraveacutes do modelo de Toulmin permite examinar como os alunos fornecem garantias para conclusotildees e tambeacutem quando o fazem no entanto a aplicaccedilatildeo do modelo de Toulmin em situaccedilotildees de sala de aula apresenta muitas dificuldades metodoloacutegicas A principal delas eacute a identificaccedilatildeo dos elementos constituintes do argumento uma vez que muitas vezes se faz confusatildeo sobre o que seriam dados garantias ou apoios na fala dos alunos (Erduran 2007) Para reduzir este problema metodoloacutegico diversos autores fazem ajustes no modelo de acordo com os objetivos de suas pesquisas Uma alteraccedilatildeo frequente refere-se ao agrupamento dos dados garantias e apoios num uacutenico elemento que justifica a conclusatildeo (Erduran et al 2004 Zohar amp Nemet 2002) Nestes trabalhos observa-se uma preocupaccedilatildeo em entender se o aluno eacute capaz de justificar suas afirmaccedilotildees a partir de conhecimentos cientiacuteficos independente se ele o faraacute baseando-se em observaccedilotildees empiacutericas em conceitos especiacuteficos ou em generalizaccedilotildees

Pretendiacuteamos ateacute aqui sustentar numa abordagem de ensino que almeje a alfabetizaccedilatildeo cientiacutefica a importacircncia de estrateacutegias de ensino que contemplem para aleacutem da aprendizagem conceitual a aprendizagem epistecircmica na sala de aula Apoiadas em diferentes trabalhos desta aacuterea de pesquisa apontamos para a importacircncia de colocarmos as praacuteticas cientiacuteficas no centro do processo de ensino e aprendizagem e destacamos o papel das praacuteticas epistecircmicas de investigaccedilatildeo explicaccedilatildeo e argumentaccedilatildeo tanto na ciecircncia como no ensino de ciecircncias

Acreditamos que no contexto do ensino de ciecircncias o estudo dessas praacuteticas de forma complementar pode nos indicar a compreensatildeo dos estudantes sobre como sabemos o que sabemos e porque acreditamos no que sabemos visto que a anaacutelise dessas trecircs praacuteticas pode evidenciar como os estudantes constroem explicaccedilotildees quais satildeo os criteacuterios pelos quais essas explicaccedilotildees satildeo avaliadas e o papel dos argumentos nesta avaliaccedilatildeo

Apropriando-se do ensino por investigaccedilatildeo como abordagem didaacutetica Duschl (2008) defende a adoccedilatildeo de uma estrutura para o ensino de ciecircncias denominada evidecircncia-explicaccedilatildeo (continuum EE) cujo objetivo eacute desenvolver nos estudantes a compreensatildeo de criteacuterios que definem ldquoo que contardquo como evidecircncia padratildeo e explicaccedilatildeo encorajando-os a tomar decisotildees durante o processo investigativo Segundo o autor ao longo do continuum EE os alunos participam das seguintes decisotildees ldquo1 Selecionar ou gerar dados para transformar em evidecircncias 2 Usar evidecircncia para verificar padrotildees e modelos e 3 Empregar padrotildees e modelos para propor explicaccedilotildeesrdquo (Duschl 2008 p 280)

Especialmente ao que diz respeito ao ensino de biologia consideramos promissor o enfoque dado por Duschl (2008) para o planejamento e desenvolvimento de atividades didaacuteticas Segundo Scarpa e Silva (2013) satildeo poucas as iniciativas que contemplam os conteuacutedos de Biologia de maneira investigativa quando comparadas agraves iniciativas no Ensino de Fiacutesica ou Quiacutemica As autoras acreditam que a falta de iniciativas desse tipo possa refletir dificuldades relacionadas agrave proacutepria natureza do conhecimento bioloacutegico como por exemplo a variabilidade dos dados obtidos nas investigaccedilotildees oriunda essencialmente da diversidade dos indiviacuteduos que constituem as populaccedilotildees (Mayr 2005)

Utilizando o continuum EE acreditamos que essa especificidade dos dados bioloacutegicos pode ser profiacutecua para a criaccedilatildeo de ambientes de aprendizagem nos quais os estudantes precisem tomar decisotildees julgando a consistecircncia dos diversos dados obtidos a validade de um determinado modelo teoacuterico para explicaacute-los e as evidecircncias que justificam suas decisotildees

Assim num contexto investigativo de ensino de biologia faz-se relevante analisar como os alunos avaliam os dados empiacutericos e a adequaccedilatildeo de um determinado modelo teoacuterico para explicaacute-los de forma coerente Nosso objetivo neste trabalho eacute analisar o engajamento dos estudantes na produccedilatildeo de explicaccedilotildees e argumentos durante uma atividade investigativa buscando compreender como mobilizam o conhecimento teoacuterico e empiacuterico nessas praacuteticas epistecircmicas

Especificamente nossas perguntas de investigaccedilatildeo consistem em 1) Os alunos constroem explicaccedilotildees coerentes com os dados produzidos na investigaccedilatildeo 2) Como se caracterizam os argumentos produzidos pelos estudantes para validar suas explicaccedilotildees 3) Como os alunos mobilizam o modelo teoacuterico e os dados empiacutericos na construccedilatildeo das explicaccedilotildees coerentes e dos argumentos vaacutelidos

METODOLOGIA

Esse estudo se insere em uma perspectiva de pesquisa qualitativa utilizando-se da aplicaccedilatildeo de uma sequecircncia didaacutetica investigativa e da anaacutelise dos relatoacuterios cientiacuteficos produzidos pelos estudantes apoacutes a sequecircncia de aulas A impossibilidade de desconsiderar as muitas variaacuteveis e a extrema dificuldade de estabelecer relaccedilotildees causais diretas faz da pesquisa qualitativa a forma preponderante de investigaccedilatildeo na aacuterea do ensino de ciecircncias Imerso nessa abordagem qualitativa este trabalho se refere mais especificamente a um estudo de caso por se tratar de uma investigaccedilatildeo empiacuterica dependente do trabalho de campo natildeo experimental e que se baseia no raciociacutenio indutivo para desenvolver conceitos e explicaccedilotildees que natildeo satildeo restritos ao caso investigado (Yin 2014)

A sequecircncia didaacutetica

A sequecircncia didaacutetica aplicada nesta pesquisa abordou o tema ldquodinacircmica populacionalrdquo e foi desenvolvida em duas classes de 1ordm ano do Ensino Meacutedio (alunos com 14 ou 15 anos de idade) com 30 estudantes cada numa escola da rede puacuteblica de ensino da cidade de Satildeo Paulo SP Brasil

Organizados em trios os estudantes deveriam responder a seguinte questatildeo de caraacuteter cientiacutefico ldquoO que acontece com uma populaccedilatildeo bioloacutegica apoacutes a colonizaccedilatildeo por alguns indiviacuteduos de um ambiente com as condiccedilotildees ideais para desenvolvimento da espeacutecierdquo Para tanto cada grupo foi orientado a colocar aacutegua um pouco de terra e alguns indiviacuteduos de Lemna sp (diminuta planta aquaacutetica com alta capacidade de propagaccedilatildeo vegetativa) num pequeno recipiente transparente Os indiviacuteduos selecionados pelos estudantes foram considerados os colonizadores do novo ambiente (recipiente com aacutegua e terra) Em seguida todos os recipientes foram dispostos sob iluminaccedilatildeo constante e acompanhados ao longo de 15 dias atraveacutes de registros fotograacuteficos (Figura 1 e Figura 2) Uma descriccedilatildeo mais detalhada da sequecircncia didaacutetica pode ser encontrada em Silva e Trivelato (2016)

Figura 1 ndash Vista dos recipientes com populaccedilotildees de Lemna sp dispostos sob iluminaccedilatildeo na bancada da sala de aula

Figura 2 ndash A) Detalhe dos indiviacuteduos de Lemna sp B) Vista superior do recipiente no 1ordm dia C) Vista superior do recipiente no 15ordm dia

Os dados produzidos pelos alunos

Foram produzidos 17 relatoacuterios os quais constituem a fonte de dados deste trabalho Primeiramente separamos os relatoacuterios em trecircs categorias considerando a dinacircmica populacional observada e representada por meio de inscriccedilotildees literaacuterias (tabelas ou graacuteficos neste caso) por cada grupo de alunos a saber 1) ajustada ao modelo logiacutestico de crescimento populacional (5 relatoacuterios) 2) parcialmente ajustada ao modelo logiacutestico (6 relatoacuterios) e 3) natildeo ajustada ao modelo logiacutestico (6 relatoacuterios) A Figura 3 apresenta alguns graacuteficos produzidos pelos estudantes que exemplificam cada uma das trecircs categorias de relatoacuterios

Figura 3 ndash A) Representaccedilatildeo graacutefica do modelo de crescimento logiacutestico proposto por Verhurst (1838 apud Odum 2011) para explicar o crescimento de populaccedilotildees bioloacutegicas em ambientes naturais (modelo

explicativo jaacute conhecido pelos alunos) Os demais graacuteficos foram produzidos pelos estudantes e representam as trecircs categorias de dinacircmica populacional observadas na atividade investigativa B) ajustada

ao modelo explicativo C) parcialmente ajustada ao modelo explicativo e D) natildeo ajustada ao modelo explicativo

A existecircncia de uma variedade de dinacircmicas populacionais observadas nesta atividade investigativa estaacute associada agrave ideia de biopopulaccedilotildees segundo a qual as propriedades das populaccedilotildees bioloacutegicas mudam de acordo com os indiviacuteduos que as constituem visto que cada organismo possui caracteriacutesticas uacutenicas (Mayr 2005) Aleacutem disso essa variedade de resultados tambeacutem pode estar associada agraves diferentes estrateacutegias mobilizadas pelos estudantes para quantificar o nuacutemero de indiviacuteduos de Lemna sp ao longo dos dias e para representar a dinacircmica encontrada

A anaacutelise das explicaccedilotildees

Para identificar as explicaccedilotildees produzidas pelos estudantes nos relatoacuterios nos pautamos nos cinco modelos de explicaccedilatildeo sistematizados por Braaten e Windschitl (2011) dos quais encontramos exemplos de apenas trecircs deles a) explicaccedilatildeo pautada na deduccedilatildeo explicava o fenocircmeno como resultado loacutegico de regularidade expressa por uma lei) b) explicaccedilatildeo pautada na induccedilatildeo derivava de tendecircncia ou padratildeo nos dados disponiacuteveis sem explicitar a causa direta do evento e c) explicaccedilatildeo explicita a causa imediata do evento

Uma vez identificadas todas as explicaccedilotildees nos baseamos no trabalho de Sandoval (2003) para buscar uma ferramenta de anaacutelise das mesmas Neste trabalho o autor defende que as explicaccedilotildees produzidas pelos alunos satildeo artefatos que revelam tanto a compreensatildeo conceitual como epistecircmica que possuem de um determinado campo cientiacutefico Para analisar a compreensatildeo conceitual o autor pontuou as explicaccedilotildees de acordo com o nuacutemero de elementos causais utilizados pelos estudantes Estes elementos causais foram previamente definidos pelo pesquisador e versavam sobre a teoria da seleccedilatildeo natural Para analisar a compreensatildeo epistecircmica o autor examinou se as relaccedilotildees causais estabelecidas eram suportadas pelos dados oferecidos aos alunos estabelecendo uma nova pontuaccedilatildeo para as explicaccedilotildees produzidas (Sandoval 2003)

As caracteriacutesticas da atividade investigativa aplicada neste estudo natildeo nos permitem separar a compreensatildeo conceitual da epistecircmica tal como fora realizado por Sandoval (2003) visto que em nossa pesquisa os dados disponiacuteveis eram diferentes para cada grupo de alunos Dessa forma o fato dos alunos natildeo estabelecerem relaccedilotildees causais com a teoria natildeo significa essencialmente que natildeo a compreenderam mas pode significar que eles perceberam que a mesma natildeo servia para os dados que dispunham Da mesma forma o fato dos estudantes utilizarem a teoria para explicar dados que natildeo se ajustavam a ela pode indicar problemas de compreensatildeo conceitual (do modelo logiacutestico de crescimento populacional) ou epistecircmica (do papel dos modelos na construccedilatildeo do conhecimento)

Isso posto para responder nossa primeira pergunta de pesquisa verificamos tambeacutem se as explicaccedilotildees identificadas em cada relatoacuterio eram coerentes com os dados relativos agrave populaccedilatildeo de Lemna

sp investigada pelo grupo o que nos daria indiacutecios da compreensatildeo epistecircmica dessa entidade discursiva na praacutetica cientiacutefica

Por fim para compreendermos como os estudantes mobilizam o conhecimento teoacuterico e empiacuterico na elaboraccedilatildeo de explicaccedilotildees focando apenas nas explicaccedilotildees coerentes com os dados classificamos a natureza do elemento causal utilizado pelos estudantes se teoacuterico (T) quando associado ao modelo logiacutestico de crescimento populacional ou se experimental (E) quando associado agraves condiccedilotildees especiacuteficas da populaccedilatildeo investigada ou se associado agrave metodologia de anaacutelise da populaccedilatildeo

A anaacutelise dos argumentos

Para verificar se os estudantes produzem argumentos para validar suas explicaccedilotildees consideramos apenas as explicaccedilotildees coerentes com os dados disponiacuteveis de acordo com a anaacutelise anteriormente descrita

Segundo o modelo de argumento de Toulmin (2006) a conclusatildeo eacute a afirmaccedilatildeo apresentada ao puacuteblico para avaliaccedilatildeo Para responder nossa pergunta as explicaccedilotildees coerentes elaboradas pelos estudantes foram consideradas as conclusotildees colocadas em apreciaccedilatildeo e em seguida avaliamos se cada explicaccedilatildeo estava acompanhada por uma justificativa expliacutecita constituindo um argumento segundo o acutemodelo de Toulmin` (Toulmin 2006)

Por fim para tambeacutem compreendermos como se daacute a mobilizaccedilatildeo do conhecimento teoacuterico e empiacuterico na elaboraccedilatildeo de argumentos vaacutelidos uma vez identificada a justificativa classificamo-la de acordo com sua natureza teoacuterica (JT) quando associada ao modelo logiacutestico de crescimento populacional ou empiacuterica (JE) quando associado agraves condiccedilotildees especiacuteficas da populaccedilatildeo investigada ou se associado agrave metodologia de anaacutelise da populaccedilatildeo

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

A Tabela 1 apresenta o nuacutemero absoluto de explicaccedilotildees produzidas pelos estudantes para explicar a dinacircmica populacional em cada categoria de relatoacuterios e a frequecircncia relativa de explicaccedilotildees coerentes e natildeo coerentes com os dados apresentados no relatoacuterio

Tabela 1 - Caracterizaccedilatildeo das explicaccedilotildees produzidas em cada categoria de relatoacuterio

Dinacircmica populacional representada no relatoacuterio

Total de explicaccedilotildees produzidas

Explicaccedilotildees coerentes com os dados do relatoacuterio ()

Explicaccedilotildees natildeo coerentes com os dados do relatoacuterio ()

Ajustada ao modelo 49 96 4

Parcialmente ajustada ao modelo 50 88 12

Natildeo ajustada ao modelo 39 61 39

Os dados apresentados revelam que os alunos que obtiveram dados ajustados ao modelo explicativo jaacute conhecido conseguiram produzir mais explicaccedilotildees sustentadas pelos dados disponiacuteveis (96 do total encontrado) Diante deste resultado eacute importante considerar que natildeo conseguimos distinguir se os estudantes reconhecem o papel dos modelos na explicaccedilatildeo de dados empiacutericos ou se estatildeo apenas fazendo um uso irrefletido do modelo teoacuterico oferecido pela professora

Assim para obtermos indiacutecios da compreensatildeo epistecircmica do papel do modelo e das evidecircncias interessa-nos aprofundar as anaacutelises sobre as explicaccedilotildees produzidas nos relatoacuterios cuja dinacircmica populacional natildeo estivesse totalmente ajustada ao modelo teoacuterico jaacute conhecido

Nessas situaccedilotildees ao trabalhar com dados que se distanciam daquilo que seria esperado pelo modelo explicativo os alunos tiveram dificuldades de elaborar novas explicaccedilotildees com base nos dados disponiacuteveis Conforme os dados se afastam do esperado pelo modelo maior eacute a porcentagem de explicaccedilotildees natildeo suportadas pelas evidecircncias (12 e 39 respectivamente)

O trecho a seguir utilizado para explicar uma curva de crescimento populacional sem a fase de estabilizaccedilatildeo (Graacutefico C ndash Figura 3) exemplifica uma situaccedilatildeo na qual os estudantes utilizaram o modelo teoacuterico conhecido nas aulas para explicar dados que natildeo se ajustavam a ele

ldquo() a populaccedilatildeo cresceu tanto como na primeira semana reforccedilando a hipoacutetese de recursos tanto que nos uacuteltimos dias a populaccedilatildeo variou muito Isso quer dizer que graccedilas a resistecircncia do meio a populaccedilatildeo chegou ao seu auge e a populaccedilatildeo se estabilizaraacute naquela faixa mostrando que como visto nas aulas a populaccedilatildeo vai aumentando ateacute alcanccedilar o seu augerdquo

Estabelecer uma relaccedilatildeo entre a inscriccedilatildeo produzida e o propoacutesito de se construir uma explicaccedilatildeo coerente com os dados requer que os alunos compreendam como teorias particulares podem ser utilizadas para interpretar dados assim como entendam a finalidade retoacuterica destas explicaccedilotildees e os criteacuterios pelos quais tais explicaccedilotildees seratildeo julgadas pelos pares Esses resultados demonstram que alguns alunos natildeo conseguiram estabelecer esta relaccedilatildeo uma vez que optaram por utilizar um modelo explicativo que natildeo se adequava aos dados que dispunham

Aleacutem disso esses exemplos nos datildeo indiacutecios de que pode ter ocorrido a compreensatildeo conceitual mas natildeo houve uma compreensatildeo epistecircmica da praacutetica da explicaccedilatildeo resultado semelhante ao obtido por Sandoval (2003) ao investigar se os alunos adotavam criteacuterios epistecircmicos da cultura cientiacutefica para produzir explicaccedilotildees

Ressalta-se no entanto que encontramos uma porcentagem relevante de explicaccedilotildees coerentes nos relatoacuterios cujas dinacircmicas populacionais estavam parcialmente ajustadas ao modelo logiacutestico de crescimento (88) e tambeacutem naqueles nos quais as dinacircmicas natildeo se ajustavam a esse modelo explicativo (61)

Para melhor compreender como os estudantes conseguiram estabelecer tais relaccedilotildees sem dispor de um modelo teoacuterico capaz de explicar seus dados analisamos a natureza dos elementos causais que foram mobilizados separando-os nas categorias (T) associados ao modelo teoacuterico e (E) associados a aspectos experimentais ou metodoloacutegicos

A Figura 4 revela um padratildeo interessante sobre a produccedilatildeo de explicaccedilotildees pelos estudantes Quando os dados se ajustam ao modelo explicativo jaacute conhecido os alunos recorrem com maior frequecircncia a ele para estabelecer explicaccedilotildees suportadas por evidecircncias ao passo que quando os dados diferem do previsto pelo modelo os estudantes diminuem sua aplicaccedilatildeo e mobilizam explicaccedilotildees alternativas estabelecendo mais relaccedilotildees com elementos empiacutericos relacionados agrave condiccedilatildeo experimental eou a aspectos metodoloacutegicos

A seguir destacamos um trecho de um relatoacuterio cuja dinacircmica populacional apresentou grandes oscilaccedilotildees no nuacutemero de indiviacuteduos ao longo do periacuteodo investigado Para explicaacute-la os estudantes utilizaram de forma coerente elementos causais associados agraves condiccedilotildees ambientais especiacuteficas da experimentaccedilatildeo e associados aos procedimentos de contagem dos indiviacuteduos

ldquoAs quedas [dos indiviacuteduos] ocorreram pois nas duas semanas menos nos finais de semana houve uma queda de temperatura muito alta No dia 1408 ao dia 1508 houve uma queda muito alta e poderiacuteamos explica-la pois a contagem pode ter sido feita errada porque a populaccedilatildeo fica aglomerada e podemos ter contado algumas Lemnas mais de uma vez no dia 1408 No dia 1908 a professora adicionou uma certa quantia de aacutegua e isso fez com que faltasse nutrientes para as Lemnas Jaacute o crescimento sua maior parte aconteceu aos finais de semana (periacuteodo em que natildeo houve aulas nem movimentaccedilotildees de alunos) e isso pode ter favorecido o crescimento da populaccedilatildeordquo

Esses resultados vatildeo ao encontro de alguns estudos sobre interpretaccedilatildeo de graacuteficos e outros tipos de inscriccedilotildees literaacuterias na comunidade cientiacutefica De acordo com esses estudos a interpretaccedilatildeo de um graacutefico exige que o leitor caminhe no sentido inverso ao da sua produccedilatildeo ou seja da inscriccedilatildeo para o fenocircmeno que ela representa poreacutem a relaccedilatildeo entre ambos soacute existe a partir das praacuteticas sociais associadas agrave esta inscriccedilatildeo sugerindo que a capacidade de interpretaacute-las eacute uma funccedilatildeo que depende tanto de familiaridade com a ferramenta em si como do processo de investigaccedilatildeo como um todo (Bowen et al 1999 Roth 2013)

Figura 4 - Frequecircncia de explicaccedilotildees coerentes com os dados do relatoacuterio com elementos causais associados ao modelo teoacuterico (T) e com elementos associados a aspectos experimentais ou metodoloacutegicos

(E) em cada categoria de relatoacuterio

Com relaccedilatildeo agrave produccedilatildeo de argumentos nota-se na Tabela 2 que apesar de construiacuterem 127 explicaccedilotildees coerentes com os dados disponiacuteveis apenas 37 delas foram acompanhadas de um argumento que as validassem de acordo com criteacuterios epistecircmicos da cultura cientiacutefica ou seja apenas 30 das explicaccedilotildees foram justificadas com dados empiacutericos eou com apoio teoacuterico Esses achados indicam que no contexto escolar investigado a produccedilatildeo de explicaccedilotildees e de argumentos natildeo ocorreu como praacuteticas complementares evidenciando uma baixa compreensatildeo epistecircmica da finalidade retoacuterica dos argumentos na avaliaccedilatildeo da explicaccedilatildeo produzida

Tabela 2 - Nuacutemero de explicaccedilotildees com e sem argumentos nas diferentes categorias de relatoacuterios

Explicaccedilotildees com argumentos

Explicaccedilotildees sem argumentos

Ajustada ao modelo 18 30

Parcialmente ajustada ao modelo 9 25

Natildeo ajustada ao modelo 10 12

Outras pesquisas sobre produccedilatildeo de argumentos no ensino de ciecircncias tambeacutem apresentam esse tipo de resultado Um exemplo eacute o estudo de Kelly e Takao (2002) no qual os autores analisam a argumentaccedilatildeo de estudantes universitaacuterios e indicam que o alunado apresenta dificuldades em coordenar dados agraves conclusotildees e em compreender o papel das evidecircncias na argumentaccedilatildeo Jaacute no trabalho de Sandoval (2003) o autor demonstra que frequentemente os alunos natildeo explicitam os dados que suportam suas conclusotildees devido agrave dificuldade em interpretaacute-los e especialmente por natildeo compreenderem o valor epistecircmico da justificativa na explicaccedilatildeo cientiacutefica Bravo et al (2009) tambeacutem revelam que tanto alunos de graduaccedilatildeo como aqueles da educaccedilatildeo baacutesica apresentam seacuterias limitaccedilotildees no uso de dados como evidecircncias para enunciados Essas autoras sugerem que estas dificuldades podem se relacionar a problemas na compreensatildeo da natureza e funccedilatildeo das evidecircncias

Apesar desses autores chegarem a resultados semelhantes aos que aqui apresentamos nosso trabalho possui como diferencial a natureza dos dados com os quais os alunos trabalharam Especialmente nos estudos de Kelly e Takao (2002) e de Sandoval (2003) os estudantes lidaram com inscriccedilotildees fornecidas pelo professor nesta pesquisa os estudantes observaram o objeto e o fenocircmeno investigado fizeram coletas construiacuteram dados e produziram inscriccedilotildees para representar o que fora observado Ao que parece essas praacuteticas natildeo proporcionaram maior argumentaccedilatildeo mas tiveram papel importante nos argumentos produzidos Do total de 37 argumentos em 24 (65) a justificativa era de natureza empiacuterica podendo ser oriunda das inscriccedilotildees literaacuterias produzidas ou da observaccedilatildeo do contexto de investigaccedilatildeo

Para aleacutem disso encontramos um padratildeo semelhante ao das explicaccedilotildees a mobilizaccedilatildeo do conhecimento empiacuterico para elaboraccedilatildeo de justificativas aumenta conforme os dados se distanciam do previsto pelo modelo explicativo jaacute conhecido (Figura 5)

Figura 5 - Frequecircncia das justificativas de natureza teoacuterica (JT) e de natureza empiacuterica (JE) em cada categoria de relatoacuterio

Destacamos a seguir um trecho de um relatoacuterio com dinacircmica populacional totalmente ajustada ao modelo logiacutestico (Graacutefico B - Figura 3)

ldquo(Dado) Jaacute na 2ordf semana da pesquisa na populaccedilatildeo de Lemnas houve uma estabilizaccedilatildeo e uma reduccedilatildeo (Conclusatildeo) A morte de algumas Lemnas pode ter ocorrido por natildeo terem suportado a falta de nutrientes (Justificativa) devido agrave grande quantidade de Lemnas na populaccedilatildeordquo

Neste primeiro exemplo os estudantes articularam os resultados obtidos na investigaccedilatildeo (estabilizaccedilatildeo e reduccedilatildeo do tamanho da populaccedilatildeo) a um elemento causal associado aos aspectos experimentais (disponibilidade de recursos especiacuteficos - nutrientes) Tal relaccedilatildeo natildeo pode ser diretamente visualizada mas os alunos utilizaram adequadamente a evidecircncia empiacuterica de que os nutrientes podiam estar escassos (o grande nuacutemero de indiviacuteduos) Nesse caso a justificativa foi oriunda da proacutepria inscriccedilatildeo literaacuteria produzida por eles um graacutefico do tamanho da populaccedilatildeo em funccedilatildeo do tempo

Jaacute no exemplo a seguir o trecho refere-se a um relatoacuterio no qual a dinacircmica populacional investigada natildeo se ajustava ao modelo logiacutestico de crescimento

ldquo(Dado) Em alguns momentos a populaccedilatildeo se estabilizava (Justificativa) Acreditamos que isso ocorria pois ao longo da semana a aacutegua evaporava fazendo com que as raiacutezes das Lemnas dobrassem e (Conclusatildeo) impedissem-nas de adquirir nutrientes de crescer e se reproduzir (Dado) Nas segunda-feiras ao acrescentar mais aacutegua as Lemnas voltavam agraves condiccedilotildees ideais e davam um salto no crescimento populacionalrdquo

Nesse segundo caso os alunos tambeacutem articularam seus resultados (periacuteodos de estabilizaccedilatildeo do crescimento ao longo da investigaccedilatildeo) agrave escassez de nutrientes Aqui poreacutem a disponibilidade de nutrientes natildeo estava associada ao tamanho da populaccedilatildeo visto que a mesma voltava a crescer mas sim a

incapacidade dos indiviacuteduos em adquiri-los A justificativa elaborada pelos estudantes foi constituiacuteda a partir do conhecimento empiacuterico da condiccedilatildeo de experimentaccedilatildeo a iluminaccedilatildeo incidente sobre a populaccedilatildeo provocava a evaporaccedilatildeo da aacutegua ao longo da semana fazendo com que as raiacutezes ficassem dobradas no fundo do recipiente Como a populaccedilatildeo voltava a crescer quando o volume de aacutegua era reposto os estudantes utilizaram a condiccedilatildeo da raiz como justificativa para o impedimento da absorccedilatildeo de nutrientes

Esses dois argumentos exemplificam produccedilotildees nas quais a justificativa fornecida eacute de natureza empiacuterica a qual fora mais frequente nas trecircs categorias de relatoacuterio (Figura 5) revelando o papel do conhecimento empiacuterico tambeacutem como repertoacuterio para a construccedilatildeo de argumentos vaacutelidos

CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS

Iniciamos este trabalho abordando a Alfabetizaccedilatildeo Cientiacutefica como um propoacutesito do Ensino de Ciecircncias e as recentes proposiccedilotildees de que para alcanccedila-la devemos favorecer o engajamento dos estudantes em praacuteticas da cultura cientiacutefica

Como os processos de investigaccedilatildeo constituem praacuteticas centrais da cultura cientiacutefica uma abordagem didaacutetica que pode ser vista como promotora do engajamento em praacuteticas epistecircmicas eacute o ensino baseado em investigaccedilatildeo (Kelly amp Licona in press) Destacamos dentre essas praacuteticas a produccedilatildeo de explicaccedilotildees e argumentos buscando compreender como satildeo promovidas numa atividade investigativa no contexto escolar

A atividade de investigaccedilatildeo analisada neste trabalho exigia dos alunos a coleta de dados referentes ao crescimento de populaccedilotildees bioloacutegicas diversas o que propiciou a observaccedilatildeo de dinacircmicas populacionais tambeacutem diversas visto que estas variam de acordo com os indiviacuteduos que constituem cada populaccedilatildeo (Mayr 2005) Dessa forma os resultados obtidos por cada grupo de alunos podiam ou natildeo estar de acordo com o modelo explicativo jaacute conhecido pelos estudantes (Modelo Logiacutestico de Crescimento Populacional) Essa condiccedilatildeo didaacutetica nos forneceu repertoacuterio para analisar como os alunos mobilizam o conhecimento teoacuterico e empiacuterico na construccedilatildeo de explicaccedilotildees e argumentos

Os dados apresentados neste trabalho revelam a importacircncia do conhecimento empiacuterico referente ao contexto de investigaccedilatildeo como repertoacuterio para a construccedilatildeo de explicaccedilotildees especialmente para os alunos que lidaram com dados anocircmalos ao modelo explicativo Esse conhecimento tambeacutem se revelou importante para a produccedilatildeo de argumentos vaacutelidos visto que a maior parte das justificativas empreendidas era de natureza empiacuterica independente se os dados estavam ou natildeo de acordo com o modelo explicativo

Esses resultados natildeo apenas reforccedilam a importacircncia da participaccedilatildeo dos estudantes em atividades investigativas como jaacute previsto e defendido por diferentes pesquisadores desta aacuterea de pesquisa (Kelly 2008 Kelly amp Licona in press Sasseron amp Duschl 2016) como tambeacutem indicam que a investigaccedilatildeo propicia o engajamento em praacuteticas epistecircmicas pois o conhecimento sobre o contexto de investigaccedilatildeo (condiccedilotildees experimentais e procedimentos de coleta) fornece repertoacuterio de elementos causais para a produccedilatildeo de explicaccedilotildees e de justificativas para a construccedilatildeo de argumentos

Para aleacutem disso consideramos importante tambeacutem destacar as implicaccedilotildees deste trabalho especificamente para o ensino de Biologia Os resultados apresentados aqui indicam que apesar das dificuldades relacionadas agraves especificidades dessa aacuterea do conhecimento cientiacutefico a promoccedilatildeo de atividades investigativas com enfoque experimental possibilita a integraccedilatildeo de objetivos conceituais e epistecircmicos na medida em que o conhecimento empiacuterico evidencia a natureza do conhecimento bioloacutegico e exige dos estudantes a tomada de decisotildees julgando a consistecircncia dos diversos dados obtidos a validade de um determinado modelo teoacuterico para explicaacute-los e as evidecircncias que justificam suas decisotildees

REFEREcircNCIAS

Berland L K amp Hammer D (2012) Framing for scientific argumentation Journal of Research in Science Teaching 49(1) 68-94 DOI 101002tea20446

Berland L K amp McNeill K L (2012) For whom is argument and explanation a necessary distinction A response to Osborne and Patterson Science Education 96(5) 808-813 DOI101002sce21000

Bowen G M Roth W M amp McGinn M K (1999) Interpretations of graphs by university biology students and practicing scientists Toward a social practice view of scientific representation practices Journal of Research in Science Teaching 36(9) 1020-1043 DOI101002(sici)1098-2736(199911)369lt1020aid-tea4gt30co2-

Braaten M amp Windschitl M (2011) Working Toward a Stronger Conceptualization of Scientific Explanation for Science Education Science Education 95(4) 639-669 DOI101002sce20449

Bravo B Puig B amp Jimeacutenez-Aleixandre M P (2009) Competencias en el uso de pruebas en argumentacioacuten Educacioacuten Quimica De Aniversario 137-142

Chinn C A amp Malhotra B A (2002) Epistemologically authentic inquiry in schools A theoretical framework for evaluating inquiry tasks Science Education 86(2) 175-218 DOI101002sce10001

De Chiaro S amp Leitatildeo S (2005) O Papel do Professor na Construccedilatildeo Discursiva da Argumentaccedilatildeo em Sala de Aula [O papel do professor na construccedilatildeo discursiva da argumentaccedilatildeo em sala de aula] Psicologia Reflexatildeo e Criacutetica 18(3) 350-357 DOI101590S0102-79722005000300009

DeBoer G E (2000) Scientific literacy Another look at its historical and contemporary meanings and its relationship to science education reform Journal of Research in Science Teaching 37(6) 582-601 DOI1010021098-2736(200008)376lt582AID-TEA5gt30CO2-L

Driver R Newton P amp Osborne J (2000) Establishing the norms of scientific argumentation in classrooms Science Education 84(3) 287-312 DOI101002(sici)1098-237x(200005)843lt287aid-sce1gt30co2-a

Duschl R amp Grandy R (2008) Introduction to special issue Science studies and science education Science Education 92(3) 385-388 DOI101002sce20271

Duschl R A (2008) Science education in three-part harmony Balancing conceptual epistemic and social learning goals In Kelly G J Luke A amp Green J (Orgs) What Counts as Knowledge in Educational Settings Disciplinary Knowledge Assessment and Curriculum (pp 268-291) AERA SAGE

Erduran S (2007) Methodological Foundations in the Study of Argumentation in Science Classrooms In Erdura S amp Jimeacutenez-Aleixandre M P (Orgs) Argumentation in Science Education Perspectives from Classroom-Based Research (pp 47-69) Dordecht The The Netherlands Springer

Erduran S Simon S amp Osborne J (2004) TAPping into argumentation Developments in the application of Toulmins argument pattern for studying science discourse Science Education 88(6) 915-933 DOI101002sce20012|101002sce20012

Jimenez-Aleixandre M P Mortimer E F Silva A C T amp Diaz J (2008) Epistemic Practices an Analytical Framework for Science Classrooms Paper presented at the Annual Meeting of the AERA New York City USA

Jimenez-Aleixandre M P Rodriguez A B amp Duschl R A (2000) Doing the lesson or doing science Argument in high school genetics Science Education 84(6) 757-792 DOI1010021098-237x(200011)846lt757aid-sce5gt30co2-f

Jimeacutenez-Aleixandre M P amp Bustamante J D (2003) Discurso de Aula y Argumentacioacuten en la Clase de Ciencias Cuestiones Teoacutericas y Metodoloacutegicas Ensentildeanza de las Ciencias 21(3) 359-370

Jimeacutenez-Aleixandre M P amp Crujeiras B (2017) Epistemic Practices and Scientific Practices in Science Education In Taber K S amp Akpan B (Orgs) Science Education An International Course Companion (pp 69-80) RotterdanBostonTaipei Sense Publisher

Jimeacutenez-Aleixandre M P amp Erduran S (2007) Argumentation in Science Education An Overview In Erduran S amp Jimeacutenez-Aleixandre M P (Orgs) Argumentation in Science Education Perspectives from Classroom-Based Research (pp 3-27) Dordecht The Netherlands Springer

Kelly G J (2008) Inquiry Activity and Epistemic Practice In Duschl R A amp Grandy R E (Orgs) Teaching Scientific Inquiry Recommendations for Research and Implementation (pp 99-117) Rotterdam The Netherlands Sense Publishers

Kelly G J amp Licona P Epistemic practices and science education In Matthews M (Org) History philosophy and science teaching New research perspectives Dordrecht Springer

Kelly G J amp Takao A (2002) Epistemic levels in argument An analysis of university oceanography students use of evidence in writing Science Education 86(3) 314-342 DOI101002sce10024

Krasilchik M amp Marandino M (2007) Ensino de ciecircncias e cidadania Satildeo Paulo SP Editora Moderna

Kuhn T S (2013) A estrutura das revoluccedilotildees cientiacuteficas (12a ed) Satildeo Paulo SP Editora Perspectiva

Longino H E (2002) The fate of knowledge Princeton NJ Princeton University Press

Manzoni-de-Almeida D Marzin-Janvier P amp Trivelato S L F (2016) Anaacutelise das praacuteticas epistecircmicas nos relatoacuterios de grupos de alunos do curso superior durante a execuccedilatildeo de uma atividade investigativa de imunologia Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias 21(2) DOI10226001518-8795ienci2016v21n2p105

Mayr E (2005) Biologia Ciecircncia Uacutenica Satildeo Paulo SP Companhia das Letras

McCain K (2015) Explanation and the Nature of Scientific Knowledge Science amp Education 24(7-8) 827-854 DOI101007s11191-015-9775-5

Odum E P amp Barrett G W (2011) Fundamentos de Ecologia (Traduccedilatildeo da 5a ediccedilatildeo norte-americana) Satildeo Paulo Cengage Learning

Osborne J (2016) Defining a Knowledge Base for Reasoning in Science The Role of Procedural and Epistemic Knowledge In Duschl R A amp Bismack A S (Orgs) Reconceptualizing STEM Education The Central Role of Practices (pp 215-231) New YorkOxon Routledge Taylor amp Francis

Osborne J F amp Patterson A (2011) Scientific Argument and Explanation A Necessary Distinction Science Education 95(4) 627-638 DOI101002sce20438

Roth W M (2013) Undoing decontextualization or how scientists come to understand their own datagraphs Science Education 97(1) 80-112 DOI101002sce21044

Sandoval W A (2003) Conceptual and epistemic aspects of students scientific explanations Journal of the Learning Sciences 12(1) 5-51 DOI101207s15327809jls1201_2

Sasseron L H amp Carvalho A M P d (2011) Alfabetizaccedilatildeo Cientiacutefica uma revisatildeo bibliograacutefica Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias 16 59-77

Sasseron L H amp Duschl R A (2016) Ensino de Ciecircncias e as Praacuteticas Epistecircmicas o papel do professor e o engajamento dos estudantes Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias 21(2) 16 DOI10226001518-8795ienci2016v21n2p52

Scarpa D L amp Silva M B (2013) A Biologia e o ensino de Ciecircncias por investigaccedilatildeo dificuldades e possibilidades In Carvalho A M P d (Org) Ensino de Ciecircncias por Investigaccedilatildeo Condiccedilotildees para implementaccedilatildeo em sala de aula (pp 129-152) Satildeo Paulo SP Cengage Learning

Silva A C T (2008) Estrateacutegias enunciativas em salas de aula de quiacutemica contrastando professores de estilos diferentes (MG) Tese de Doutorado Universidade Federal de Minas Gerais Recuperado de httpwwwbibliotecadigitalufmgbrdspacehandle1843FAEC-84KND6

Silva M B amp Trivelato S L F (2016) Propiciando o engajamento em praacuteticas epistecircmicas da cultura cientiacutefica uma proposta de atividade investigativa sobre dinacircmica populacional Revista de Ensino de Biologia da Associaccedilatildeo Brasileira de Ensino de Biologia (SBEnBio) 9 4932-4941 Recuperado de httpwwwsbenbioorgbrwordpresswp-contentuploadsrenbio-9pdfs2290pdf

Simon S Erduran S amp Osborne J (2006) Learning to teach argumentation Research and development in the science classroom International Journal of Science Education 28(2-3) 235-260 DOI10108009500690500336957

Toulmin S E (2006) Os usos do argumento Satildeo Paulo SP Martins Fontes

Yin R K (2014) Case Study Research Design and Methods Thousand Oaks CA SAGE Publications Inc

Zohar A amp Nemet F (2002) Fostering students knowledge and argumentation skills through dilemmas in human genetics Journal of Research in Science Teaching 39(1) 35-62 DOI101002tea10008

Recebido em 04042017

Aceito em 26052017

A mobilizaccedilatildeo do conhecimento teoacuterico e empiacuterico na produccedilatildeo de explicaccedilotildees e argumentos numa atividade investigativa de biologia


Referecircncias

procedures of data collection provided a repertoire for the production of explanations and arguments Finally we discuss the relevance of this research to the field of biology teaching seeking to defend the promotion of inquiry activities with an experimental approach as an opportunity to integrate conceptual and epistemic objectives and overcome the difficulties generated by the specificities of this area of knowledge in relation to the other disciplines in nature sciences

Keywords Inquiry based teaching explanation argumentation experimentation epistemic practices

INTRODUCcedilAtildeO

Ao abrir jornais e revistas consultar a internet ou assistir agrave TV eacute inevitaacutevel encontrarmos diariamente notiacutecias sobre problemas ambientais impactos de novos haacutebitos sociais na vida dos indiviacuteduos epidemias e pandemias aleacutem de promissoras novidades cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo estas uacuteltimas um sonho de consumo para grande parte da populaccedilatildeo Esse exacerbado volume de informaccedilotildees cientiacuteficas e aparatos tecnoloacutegicos vem impondo exigecircncias educacionais no que diz respeito ao ensino de ciecircncias tanto em relaccedilatildeo ao mundo do trabalho quanto ao exerciacutecio da cidadania

A compreensatildeo adequada das ciecircncias e suas tecnologias depende do conhecimento que cada cidadatildeo construiu em grande parte nas situaccedilotildees de ensino formal ou seja na instituiccedilatildeo escolar Desta forma a ciecircncia que eacute ensinada na escola precisa contribuir para que os indiviacuteduos possam em sua vida cotidiana articular conhecimentos para a tomada de decisotildees

Nesse sentido diversos pesquisadores que investigam o ensino e a aprendizagem das ciecircncias vecircm desenvolvendo trabalhos de pesquisa sob o enfoque da Alfabetizaccedilatildeo Cientiacutefica segundo o qual o ensino das disciplinas cientiacuteficas deve ampliar as oportunidades dos estudantes aprenderem ciecircncias para aleacutem dos conceitos envolvendo a forma de funcionamento das ciecircncias os procedimentos utilizados no desenvolvimento da ciecircncia a natureza do conhecimento cientiacutefico e as relaccedilotildees entre ciecircncia tecnologia sociedade e ambiente (Deboer 2000 Krasilchik amp Marandino 2007 Sasseron amp Carvalho 2011)

Para Sasseron e Duschl (2016) a alfabetizaccedilatildeo cientiacutefica deve possibilitar que os indiviacuteduos conheccedilam e reconheccedilam as ciecircncias como aacuterea de conhecimento da humanidade estando por isso imersa em contextos social cultural e histoacuterico Para tanto esses autores defendem constantes mudanccedilas no ensino de ciecircncias especialmente em relaccedilatildeo agrave ecircnfase dada agrave explicitaccedilatildeo e ao uso de conceitos e ideias cientiacuteficas

Tomamos como pressuposto a importacircncia de que o ensino de ciecircncias traga para o centro da discussatildeo aspectos que transitam entre os conceitos as leis os modelos e as teorias cientiacuteficas e os elementos epistemoloacutegicos das ciecircncias tornando parte dos temas em discussatildeo em aula os processos e meacutetodos de investigaccedilatildeo e as anaacutelises realizadas ao longo de sua execuccedilatildeo e os fatores que balizam as escolhas por eles Nosso entendimento eacute que deste modo os alunos tecircm a oportunidade de compreender as ciecircncias como aacuterea de pesquisa como aacuterea que produz conhecimento e que constroacutei observa e aprimora regras e praacuteticas em um mecanismo interno de avaliaccedilatildeo constante (Sasseron amp Duschl 2016 p53)

Considerando as ciecircncias como uma atividade construiacuteda socialmente a partir de praacuteticas especiacuteficas que satildeo sustentadas pelo compartilhamento de normas e linguagem que lhe satildeo proacuteprias (Kuhn 2013 Longino 2002) nos uacuteltimos anos vem crescendo o nuacutemero de pesquisas que abordam aspectos epistemoloacutegicos no ensino de ciecircncias destacando a ideia de que este natildeo deve se preocupar somente com a aquisiccedilatildeo de conceitos mas tambeacutem deve possibilitar que os alunos conheccedilam e se apropriem das praacuteticas sociais da comunidade cientiacutefica (Duschl 2008 Osborne 2016) Tais praacuteticas denominadas praacuteticas epistecircmicas dizem respeito agraves formas como os membros da comunidade propotildeem comunicam avaliam e legitimam o conhecimento cientiacutefico numa determinada estrutura disciplinar (Kelly 2008 Kelly amp Licona in press)

Ao propor que as praacuteticas epistecircmicas poderiam ser agrupadas em quatro grandes praacuteticas associadas ao fazer cientiacutefico a saber a proposiccedilatildeo a comunicaccedilatildeo a avaliaccedilatildeo e a legitimaccedilatildeo o trabalho de Kelly (2008) desencadeou diversos estudos que buscaram descrever as praacuteticas epistecircmicas adotadas pelos alunos no contexto escolar evidenciando se a abordagem das disciplinas cientiacuteficas

METODOLOGIA

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

METODOLOGIA

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

METODOLOGIA

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

METODOLOGIA

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

REFEREcircNCIAS

Aceito em 26052017


Referecircncias

Aceito em 26052017


Referecircncias

Aceito em 26052017


Referecircncias

Aceito em 26052017


Referecircncias

Documents

A MOBILIZAÇÃO DO CONHECIMENTO TEÓRICO E EMPÍRICO NA PRODUÇÃO DE … · 2018-12-12 · proposições de que para alcançá-la devemos favorecer o engajamento dos estudantes em