Conceito de evidência: testes adequados e consistentes

Aplicamos um teste para avaliarmos as habilidades dos estudantes em reconhecer situações experimentais nas quais ocorrem um controle efetivo das variáveis e também, a habilidade de rejeitar configurações experimentais quando esse controle não é eficiente.

Esse instrumento foi composto de uma série de esquemas experimentais que abordavam um determinado problema. O problema consistia em um estudante que desejava determinar a influência das diversas variáveis presentes sobre o tempo que uma esfera gasta para percorrer um plano inclinado. Os estudantes deveriam contrastar as situações representadas entre dois desenhos distintos. Cada um dos dois desenhos ou esquemas apresentava um sistema com um conjunto particular de variáveis, que indicavam que aspectos da situação eram alterados e quais permaneciam iguais, sendo que o contraste entre cada par de situações representava um experimento realizado pelo estudante.

O teste foi apresentado sob a forma de um livreto com 6 páginas, sendo uma página de instrução antes da situação-problema e cinco contendo um esquema de um experimento em cada página (Figura 5.2) . No quadro 5.4 estão resumidas as características da situação- problema.

Quadro 5.4 – Características do problema abordado no teste.

a

Variável em foco ou relevante

De acordo com o quadro 5.4 podemos ver que o problema possuía três variáveis independentes e categóricas que assumiam apenas dois valores. A linguagem utilizada para descrever o problema e as variáveis foi propositadamente coloquial. O problema utilizava comparações experimentais de quatro tipos diferentes:

- Experimento adequado e consistente (Experimento 3): aquele cuja variável em foco, relevante para a solução do problema proposto e cujo efeito se deseja determinar, assume valores diferentes, enquanto que as demais são mantidas constantes, sendo, portanto, o experimento correto para demonstrar o efeito da variável em foco em cada problema.

Tema Problema Número de

variáveis Variáveis Níveis das variáveis Plano inclinado Determinar o efeito da distância de que a esfera é solta sobre o tempo que ela gasta para

percorrer a rampa Três Inclinação da rampa Distânciaa Massa da esfera Grande ou pequena Grande ou pequena Grande ou pequena

Figura 5.2 – Representação dos esquemas experimentais utilizados

Instruímos os estudantes a prestar atenção às instruções fornecidas pela página de instrução e pelo pesquisador e a olhar para os desenhos cuidadosamente. Em seguida, de acordo com os objetivos estabelecidos, os alunos avaliaram a adequação dos conjuntos de esquemas experimentais para testar o efeito de determinada variável sobre outra. Os estudantes trabalharam individualmente durante todo o teste, seguindo seu próprio ritmo. Para cada experimento, eles foram orientados a marcar se o experimento era bom ou ruim, tendo em vista os objetivos estabelecidos. Em seguida, foi-lhes solicitado que justificassem suas escolhas. Os alunos demoraram, em média, 15 minutos para realizar o teste.

- Experimento inconsistente em uma variável (Experimento 4): aquele em que além da variável relevante, uma segunda variável, irrelevante para a questão apresentada, também varia. Apenas um fator é mantido constante nesse experimento. Assim, esse experimento é inadequado para determinar o efeito da variável relevante.

- Experimento inconsistente em todas as variáveis (Experimento 2): aquele em que a variável relevante assume valores diferentes, juntamente com as demais variáveis. Este experimento é, então, inadequado para determinar o efeito da variável relevante.

Inclinação Pequena Distância Pequena Massa Grande Distância Pequena Inclinação Pequena Massa Pequena Inclinação Pequena Distância Pequena Massa Grande Inclinação Grande Distância Grande Massa Pequena Experimento 1 Experimento 2 Inclinação Grande Distância Pequena Massa Grande Inclinação Grande Distância Grande Massa Grande Inclinação Pequena Distância Grande Massa Grande Inclinação Grande Distância Pequena Massa Grande Experimento 3 Experimento 4 Inclinação Grande Distância Grande Massa Pequena Massa Pequena Distância Grande Inclinação Pequena Experimento 5

- Experimento consistente, mas irrelevante (Experimento 1 e 5): aquele em que uma outra variável independente, mas irrelevante para o problema, assume valores diferentes, enquanto que a variável relevante é mantida constante. Este experimento, apesar de ser correto quanto ao controle de variáveis, é inadequado para determinar a influência da distância (variável relevante) sobre o tempo. Para o problema, foram utilizados dois experimentos desse tipo. Em um deles, a variável independente que é modificada é causal (inclinação), ou seja, tem influência sobre a variável independente. No outro experimento, a variável independente alterada (massa) é não causal.

Essa etapa teve como principal objetivo verificar em que medida os estudantes identificam testes adequados e consistentes e, além disso, reconhecem a importância desses testes na resolução de problemas práticos, levando em consideração os objetivos propostos. Um instrumento semelhante já foi aplicado em pesquisas anteriores (Borges e Gomes, 2005; Gomes, 2005) e mostrou-se bastante eficiente para levantar as dificuldades dos estudantes em reconhecer e justificar a importância de um teste adequado e consistente.

Para obtermos mais informações sobre as habilidades dos estudantes em controlar variáveis, utilizamos uma questão, dividida em dois itens, que foi originalmente desenvolvida por Wollman (1977a, 1977b). A questão (figura 5.3) é apresentada em ordem decrescente de dificuldade e visa determinar se os estudantes sabem identificar procedimentos experimentais que levam em conta o controle de variáveis. Ela foi escolhida por já ter sido utilizada em pesquisas anteriores e por abordar o mesmo domínio teórico do primeiro teste e também, para que pudéssemos triangular o desempenho dos estudantes nessa questão com os resultados obtidos com o teste de reconhecimento de testes adequados e consistentes.

A questão consiste de um experimento fictício no qual havia duas esferas de massas diferentes que podem ser soltas, uma por vez, de duas alturas diferentes. Após serem soltas, cada esfera desce a rampa de madeira e colide com uma esfera alvo. A esfera alvo percorre, então, certa distância até parar. O objetivo do experimento era determinar se a altura de que soltamos as esferas tem influência na distância percorrida pela esfera alvo após a colisão. No item (i) da questão eram apresentados, na forma de múltipla escolha, quatro opções de procedimentos e os estudantes deveriam escolher aquele que julgassem mais adequado ao problema e apresentar uma justificativa para a escolha.

No item (ii), foi dito aos estudantes que alguém havia solto a esfera de massa menor de uma dada posição. Então, perguntava-se o que o estudante faria em seguida, para determinar se a altura influencia na distancia percorrida pela esfera alvo. Novamente, eram

apresentados quatro procedimentos e os estudantes deveriam escolher aquele que julgassem mais adequado ao problema e apresentar uma justificativa.

Figura 5.3 – Questão sobre testes adequados e consistentes