Ensino de Ciências por Investigação

Segundo Gil (2004), o conhecimento é construído a partir de um problema que se deseja solucionar. Então propõe-se uma solução para esse problema através de hipóteses que podem ser verdadeiras ou não. Essa hipótese, em seguida é testada, podendo ser corroborada ou refutada. Caso o teste confirme a proposição, esta pode vir a ser a solução do problema.

Com a intenção de criar um ambiente investigativo que oportunize condições de aprendizagem ao estudante a partir de seus conhecimentos prévios, incorporando a cultura

científica, vivenciando todas as “etapas” percorridas por pesquisadores, propiciando situações em que o aluno teste suas hipóteses, encontre respostas Como afirma Carvalho (2013), não se espera que o aluno desenvolva comportamentos inerentes ao de um cientista.

É importante deixar claro que não há expectativa de que os alunos vão pensar ou se comportar como cientistas, pois eles não têm idade, nem conhecimentos específicos nem desenvoltura no uso de ferramentas científicas para tal realização. O que se propõe é muito mais simples – queremos criar um ambiente investigativo de tal forma que possamos ensinar (conduzir/mediar) os alunos no processo (simplificado) do trabalho científico para que possam gradativamente ir ampliando sua cultura científica (CARVALHO et al. 2013, p. 9).

Para Carvalho et al (2013), as sequencias investigativas possuem algumas atividades- chaves: normalmente inicia-se com a apresentação de um problema, que pode ser experimental ou teórico, que tem por finalidade inserir os alunos no conteúdo desejado. Faz se necessário disponibilizar material para que os alunos possam reproduzir ou observar o fenômeno. Após a resolução do problema apresentado, uma atividade de sistematização deve ser desenvolvida. Nessa atividade o professor deve disponibilizar material de leitura como um texto, um vídeo tendo como objetivo oferecer aos estudantes suporte para que possam comparar os resultados obtidos com os relatos dos textos e vídeos. Na terceira atividade é promovida uma contextualização do conhecimento do aluno com o conhecimento construído.

A seguir são detalhadas as principais atividades desenvolvidas em uma Sequência de Ensino Investigativa.

O problema

Para Carvalho (2011), na proposta de um problema experimental uma regra primordial é: o problema precisa ser compreendido pelo aluno, o professor deve interagir com os alunos e verificar se todos entenderam o problema.

Nessa atividade o professor pode apresentar vários tipos de problemas, o mais comum deles é o problema experimental, mas dependendo da complexidade e grau de dificuldade de manipulação, o docente deve realizar uma demonstração investigativa. Problemas não experimentais também podem ser propostos. Comumente os problemas são compostos por materiais como figuras, internet e textos (CARVALHO, 2013).

No capítulo, O ensino de Ciências e a proposição de sequencias de ensino investigativas, Carvalho (2013, p. 10) destaca que:

Entretanto, qualquer que seja o tipo de problema escolhido, este deve seguir uma sequência de etapas visando dar oportunidade aos alunos de levantar e testar suas hipóteses, passar da ação manipulativa à intelectual estruturando seu pensamento e apresentando argumentações discutidas com seus colegas e com o professor. No planejamento dessas atividades o problema e o material didático que dará suporte para resolvê-lo devem ser organizados simultaneamente pois um depende intrinsecamente do outro.

Ainda segundo Carvalho (2013), o material disponibilizado para o desenvolvimento do experimento deve ser de fácil manejo e intrigante, para que o aluno tenha facilidade e curiosidade em manipular, oportunizando vários momentos onde é possível observar a regularidade do fenômeno em estudo.

A dificuldade em uma atividade por investigação está no problema proposto, não pode ser qualquer questão. Este deve provocar interesse, estar inserido dentro do contexto socio cultural do aluno, não se deve propor questões distante da realidade do público alvo. O grau de dificuldade deve ser levado em consideração. É desejável que as atividades experimentais propostas levem o aluno a resolver questões proposta pelos professores, que possibilite o levantamento de hipóteses a partir do seu conhecimento prévio. Em seu artigo, Fundamentos Teóricos e Metodológicos do Ensino por investigação Carvalho (2018, p. 767) destaca que:

Atividades Investigativas e Sequências de Ensino Investigativos (SEI), sendo que uma SEI é uma proposta didática que tem como finalidade desenvolver conteúdo ou temas científicos. Esse tema é investigado com o uso de

diferentes atividades investigativas (por exemplo: laboratório aberto,

demonstração investigativa, textos históricos, problemas e questões abertas, recursos metodológicos). Em qualquer dos casos, a diretriz principal de uma atividade investigativa é o cuidado do(a) professor(a) com o grau de liberdade

intelectual dado ao aluno e com a elaboração do problema. Estes dois itens

são bastante importantes pois é o problema proposto que irá desencadear o raciocínio do aluno e sem liberdade intelectual eles não terão coragem de expor seus pensamentos, seus raciocínios e suas argumentações.

Sasseron e Carvalho (2017) destacam a diferença entre exercícios e problemas. Exercícios possuem características diferentes de problematização, é uma situação que utiliza métodos preestabelecidos, onde são aplicadas fórmulas para resolução, exercício é o ato de exercitar. Já o problema, segundo Gil-Pérez (1992), é uma situação, quantitativa ou não, onde os indivíduos envolvidos devem encontrar um caminho não conhecido para resolvê-lo.

Na etapa de manipulação do experimento os alunos o professor deve orientar quando necessário, sem interferir muito nessa atividade.

Na etapa de resolução do problema pelo aluno, o papel do professor é acompanhar o processo de manipulação do experimento, essas ações devem proporcionar aos alunos

condições de testar sua hipótese para que nesse processo possam incorporar os conceitos científico. As hipóteses quando testadas, que não levam ao resultado esperado são uma etapa importante nessa construção, dessa forma o aluno deve testar outras ideias a fim de solucionar o problema.

Na etapa de sistematização dos conhecimentos o professor deve promover a participação dos alunos, é passagem da ação manipulativa para à ação intelectual. Espera-se que o aluno descreva todo o processo de construção do conhecimento. Nesse momento é desejável que o professor estimule o diálogo com outras proposições e argumentações.

Sobre as interações discursivas Carvalho (2013, p. 43):

É por meio do debate entre pares que, muitas vezes, os conhecimentos científicos são organizados. Ocasiões como as que se passam em conversas entre pares em reuniões científicas são momentos ímpares no que diz respeito à troca de ideias e fundamentação do que se pretende enunciar. Em sala de aula, esses debates- ou como preferimos chamar-, essas interações discursivas devem ser promovidas pelo professor e cuidados precisam ser tomados para que o debate não se transforme em conversa banal.

A divulgação das ideias pode ocorrer de várias maneiras. Pode-se optar pelo uso da escrita por meio de relatórios, textos, desenhos ou mesmo por meio de interações discursivas. Escrever ciências é uma forma de organizar as ideias é também uma das etapas da enculturação científica. É uma habilidade que se deve ser estimulada, demanda mais planejamento e esforço cognitivo.

A divulgação de ideias embora não pareça, é uma das formas mais utilizadas na disseminação da ciência. Em sala de aula ou em ambientes não formais de educação as interações discursivas de relato aberto sobre o que você experienciou é uma ferramenta importante para desenvolver a análise crítica e argumentação.