O Ensino por Investigação: Breve Contexto Histórico

A curiosidade inicial ao se falar em ensino por investigação pode nos levar a priori a questionamentos importantes, como: O que é? Onde e como surgiu?

Na visão de alguns autores não faz sentido situar historicamente o nascimento da metodologia ou perspectiva de ensino por investigação, pois não há novidade em aprender ciências realizando observações e formulando questões para serem investigadas, trata-se de uma abordagem fundamental para compreender o mundo (RODRIGUES; BORGES, 2008), nem mesmo tem-se uma definição clara do conceito em países onde está bem consolidada, como no caso dos Estados Unidos. O próprio emprego do termo ensino por investigação não é consensual entre os pesquisadores da área de ensino de ciências (SÁ; LIMA; AGUIAR JR, 2011).

Ao longo das décadas de 30 e 50 historiadores da ciência e filósofos trouxeram à tona elementos importantes do processo de desenvolvimento do conhecimento científico, como elementos desses estudos, o processo indutivo e lógico por traz da ciência e a relação existente entre o conhecimento científico e perspectivas teóricas que o investigador possui e que são compartilhadas por uma comunidade de investigadores (DUSCHL, 1994). Essas ideias ressoaram com maior intensidade no campo da educação em ciências durante a década de 60. Destaca-se no início desse período os trabalhos publicados pelo educador Joseph Schwab, suas

publicações sofreram forte influência das discussões que eram mantidas na área de ciências humanas e sociais.

No ano de 1960 Schwab publicou um estudo onde propunha que o conhecimento científico está estruturado em duas categorias: o conhecimento científico substantivo e sintático, ambos com forte orientação para procedimentos e práticas aceitas entre os cientistas como válidas para a construção de modelos (MUNFORD; LIMA, 2007). Os trabalhos seguintes de Schwab fizeram menção à hipótese de ensinar ciências por investigação, tem-se de forma clara fundamentada na sua proposição, a introdução de aspectos do conhecimento sintático, ou seja, processos e procedimentos, para se chegar ao conhecimento cientifico, estavam vinculadas as práticas aceitas na comunidade científica que validavam a construção de modelos.

Essa associação entre o ensino por investigação e os procedimentos e práticas científicas da época só seria viável a partir de dois componentes essenciais segundo Duschl (1994, p. 449):

✓ Os aprendizes têm de adquirir conhecimentos e experiências nas ciências naturais através de investigações adotando procedimentos similares àqueles que cientistas adotam.

✓ Os aprendizes têm de estar cientes de que o conhecimento a ser adquirido a partir das investigações está sujeito a mudanças.

O ensino por investigação atinge status incontestável assim como a educação científica nos Estados Unidos após o final do século XX, se tornando uma abordagem que está no centro das discussões do ensino de ciências, sendo nesse país o princípio central dos Parâmetros Nacionais de Ensino de Ciências (NSES)35_,

estando também presente na Proposta Curricular da Inglaterra desde o começo dos anos 90, onde se tem uma clara orientação para o desenvolvimento de atividades de investigação nos currículos de ciências (SÁ et. al., 2007). A criação do documento Project 2061 Science For All Americans (AAAS) surgiu em 1989 numa tentativa de explicitar o consenso sobre o que os estudantes deveriam saber para serem cientificamente alfabetizados num sentido amplo, recomendava-se também que o ensino de ciências deveria ser consistente com a natureza das investigações

35 _{NSES – National Education Standard. Disponível em: < http://www.nap.edu/read/4962/chapter/1 >} Acesso em 25. Jan. 2017

científicas, estando os estudantes a par das coisas ao seu redor como dispositivos, organismos, materiais, observando-os, coletando, manipulando, fazendo perguntas, discutindo e tentando encontrar respostas para suas perguntas.

Tomando uma linha semelhante a National Research Council (NRC) contribuiu com a definição de alfabetização científica através da publicação do National Science Education Standards (NRC, 1996), documento que aponta as diretrizes para implementação da reforma na educação em ciência americana (RODRIGUES; BORGES, 2008) abalizando o papel central do ensino por investigação no desenvolvimento da educação científica (SÁ; LIMA; AGUIAR JR, 2011).

Ressalta-se em Munford e Lima (2007) que a partir das publicações dos Parâmetros curriculares norte-americanos e de outros documentos a preocupação principal passou ser levar ao professor estratégias para trazer o ensino por investigação para as salas de aula. Destaca-se nesse sentido o documento “Investigação e os Parâmetros Curriculares Nacionais de Ciências: Um guia para o Ensino e Aprendizagem” (INQUIRY AND THE NATIONAL SCIENCE EDUCATION STANDARDS: A GUIDE FOR TEACHING AND LEARNING, 2000).

Nesse breve relato é possível perceber a consolidação do ensino por investigação principalmente nos Estados Unidos onde documentos oficiais lhe conferem as diretrizes necessárias para sua implementação. No Brasil percebe-se que essa abordagem de ensino ainda não está bem estabelecida, o número pequeno de artigos que versam sobre o tema nos mostra que existe ainda um caminho o longo a ser percorrido para que essa perspectiva de ensino possa se consolidar como uma ferramenta com potencialidades que possa contribuir para a alfabetização científica (SÁ et. al., 2007). No Brasil, o ensino por investigação começa a ser debatido com maior ênfase após dois eventos: o lançamento do PCN (1998) a publicação dos documentos que orientaram a reforma da educação em ciências nos Estados Unidos.

2.7.2 O Ensino de Ciências por Investigação: Perspectivas Associadas à Sua Introdução na EJA

Nessa tentativa por uma prática inovadora/aplicada e que seja mais justa as necessidades esses alunos de EJA, que incorpore os elementos estruturais básicos trazidos junto às teorias construtivistas, o Ensino por Investigação surge como metodologia que pode suprir essa pendência por atividades que promovam a interação discursiva entre todos os participes do processo ensino/aprendizagem em sala de aula, perpassando assim, pelos aspectos dimensionais descritos na proposta curricular para a EJA.

A prática de ensinar ciências por investigação vem assumindo historicamente a perspectiva de trazer a atividade científica dos cientistas para o ensino de ciências, em um movimento de aproximar os conhecimentos científicos dos conhecimentos escolares (TRÓPIA, 2009, p.122).

Segundo Sasseron (2013, p. 43):

Em uma investigação, diversas interações ocorrem simultaneamente: interações entre pessoas, interações entre pessoas e conhecimentos prévios, interações entre pessoas e objetos. Todas elas são importantes, pois são elas que trazem as condições para o desenvolvimento do trabalho.

Parafraseando Munford e Lima (2007, p.91) “Se o objetivo é inovação, falar em ensino por investigação é quase senso comum em países da América do Norte e Europa”. Para Sá et. al., (2007, p.5)

[...] acreditamos que as atividades investigativas têm seu potencial pedagógico aumentado na medida em que contribuem para um ensino mais interativo, dialógico e capaz de persuadir os alunos a compreender a validade das explicações científicas.

Segundo Carvalho (2004, p. 2-3):

Desde as últimas décadas do século XX, estão sendo propostas modificações nos objetivos da educação científica que afetam o entendimento do conceito de conteúdo escolar. Essas novas propostas, que no Brasil foram direcionadas pelos PCNs, refletiram toda uma discussão internacional sobre o entendimento desse conceito. Exige-se agora que o ensino consiga conjugar harmoniosamente a dimensão conceptual da aprendizagem disciplinar com a dimensão formativa e cultural. Os conteúdos curriculares ganham novas dimensões ao antigo entendimento do conceito de conteúdo.

Ao refletir sobre uma nova metodologia de ensino que possa ser integrada a uma prática educativa, de forma a responder as expectativas para uma aprendizagem científica e ao mesmo tempo contemplar as demandas apresentadas por esses alunos de EJA em sala de aula, concorda-se com Carvalho (2004, p. 03):

Um ensino que vise à aculturação científica deve ser tal que leve os estudantes a construir o seu conteúdo conceitual participando do processo de construção e dando oportunidade de aprenderem a argumentar e exercitar a razão, em vez de fornece-lhes respostas definitivas ou impor- lhes seu próprio ponto de vista transmitindo uma visão fechada das ciências.

Como mencionado acima destaca-se no PC-EJA uma clara orientação para atividades que combinam: leituras, observações, experimentações e registros para coleta, comparação entre explicações, organização, comunicação e discussão de fatos e informações. A resolução CNE/CEB (1/2000), traz no seu Art.17 e inciso III –

[...] desenvolvimento de práticas educativas que correlacionem teoria e prática”. Nesse sentido, esses elementos trazidos no projeto curricular apontam para uma aproximação dos trabalhos científicos, onde, a “teoria”, as “práticas de laboratório” e os “problemas”, sobre um mesmo tema, aparecem absolutamente coesos, sendo necessário que as propostas para o ensino da “teoria”, das “práticas em laboratório” e dos “problemas" não sejam diferenciadas (CARVALHO, 2004, p. 07).

Trazer para o aluno da EJA o ensino por investigação e tentar unir esses três elementos dentro da pratica é o desafio, fazendo com que através das suas ações de características investigativas em sala de aula possam refletir sobre o mundo com o qual se relacionam, aliando uma visão mais científica a suas concepções alternativas que governam seu entendimento sobre os fenômenos físicos.

Ao ensinarmos Ciências por investigação estamos proporcionando aos alunos oportunidades para olharem os problemas do mundo elaborando estratégias e planos de ação. Desta forma o ensino de Ciências se propõe a preparar o aluno desenvolvendo, na sala de aula, habilidades que lhes permitam atuar consciente e racionalmente fora do contexto escolar (CARVALHO, 2011, p. 253).

A percepção que o autor teve nas suas aulas é de que os alunos desta modalidade de ensino são sujeitos passivos, que carregam um lastro relativamente grande de conhecimentos, que compõem sua estrutura cognitiva e que são frutos da sua interação no mundo. Assim a inclusão do ensino por investigação nessa modalidade

tem como objetivos leva-los a pensar, a debater, a justificar suas ideias e, a

posteriori, aplicar esses conhecimentos teóricos e matemáticos em situações novas.

A partir dessas informações torna-se necessário incluir no planejamento de um curso de física por investigação, questões abertas e problemas abertos, demonstrações investigativas e laboratórios abertos, que estão mais próximos do que se imagina tanto em seu papel na construção do conhecimento, quanto no trabalho cientifico realizado pelos cientistas (AZEVEDO, 2004). Esse mesmo autor, afirma: “Uma atividade investigativa (não necessariamente de laboratório) é, sem dúvida, uma importante estratégia no ensino de Física e de Ciências em geral” (AZEVEDO, 2004, p. 20)

2.7.3 O Ensino de Ciências por Investigação: Características das Atividades Investigativas

As atividades investigativas constituem um recurso pedagógico, dentre outros, que o (a) professor (a) pode utilizar para diversificar sua prática no cotidiano escolar. São atividades basicamente centradas na mobilização dos alunos em busca de respostas e são potencializadoras do desenvolvimento da autonomia, capacidade de tomada de decisões, de avaliação e de resolução de situações-problema (SÁ et. al., 2007, p.11).

A sistematização da prática voltada para o ensino por investigação parte preferencialmente do (a) professor (a) organizando as situações de aprendizagem de forma que as atividades relacionadas a cada um desses componentes componham a investigação (MUNFORD; LIMA, 2007, grifo nosso). A distinção entre uma atividade investigativa das outras é um conjunto de características e circunstâncias que contribuem para que o aluno inicie uma atividade dotada de motivações, inquietações e demandas que vão acabar por conduzi-lo a construção de novos saberes, valores e atitudes, portanto, não existe um conjunto de características intrínsecas capazes de definir, a priori, um caráter investigativo a uma dada atividade (SÁ et. al., 2007).

Destaca-se como elemento essencial na construção de uma atividade investigativa, a criação de uma ou mais situações-problema, está seguirá como um elemento cognitivo ao longo da investigação. Azevedo (2004, p.21), reforça a importância de

uma situação-problema aberta: “A colocação de uma questão ou problema aberto como ponto de partida é ainda um aspecto fundamental para a criação de um novo conhecimento”. Do mesmo modo importantes, tem-se em Sá et. al., (2007), as seguintes características:

✓ Valorizar o debate e argumentação

✓ Propiciar a obtenção e a avaliação de evidências ✓ Aplicar e avaliar teorias científicas

✓ Permitir múltiplas interpretações

A elaboração de situações-problemas passa ser papel virtuoso desempenhado pelo professor antes da investigação, é ela que estará em primeiro plano ao longo de todo o processo na busca por respostas. Respeitando-se o PC-EJA a escolha das situações-problemas precisa passar por um critério de seleção, elas precisam ser relevantes do ponto de vista social, cultural e cientifico para os alunos jovens e adultos, deve-se ter sempre em mente que a educação desses sujeitos deve possibilitar a retomada de seus potenciais, o desenvolvimento de habilidades e a confirmação de competências adquiridas ao longo de suas vidas. A se permitir múltiplas interpretações, tem-se na atividade investigativa a liberdade para diferentes conformações, desde atividades práticas experimentais, de simulação computacional, atividades com filme, em meio a outras.

A atividade investigativa foi criada com a finalidade de subsidiar na educação de jovens e adultos a perceber outras dimensões não menos importantes dos conteúdos trazidos nos PCNs, como procedimentos e atitudes. Estes desempenham papel importante ao longo da prática e se constituem em aprendizados valiosos para que se alcance a aprendizagem de conceitos e/ou conteúdos. No entanto, Azevedo (2004, p.21) nos faz uma ressalva: “[...] só haverá a aprendizagem e o desenvolvimento desses conteúdos, se houver a ação do estudante durante a resolução de um problema”. É nessa participação e envolvimento do jovem adulto da EJA que se aposta para a construção do conhecimento científico do ponto de vista conceitual, procedimental e atitudinal, mas para tal é importante que haja interação entre pensar, sentir e fazer.

2.7.4 O Ensino de Ciências por Investigação: Laboratório Aberto

Em Azevedo (2004), tem-se a descrição de atividades investigativas que podem ser usadas como modelo para a resolução de uma proposta de problema, são elas: Demonstrações Investigativas, Laboratório Aberto, Questões Abertas e Problemas Abertos. Em particular para este trabalho optar-se-á por apresentar aos alunos da EJA uma proposta voltada para o laboratório aberto, pois acredita-se que as etapas que lhe confere sua sistematização se enquadram numa visão voltada para uma construção mais coletiva do conhecimento, ou seja, através da socialização em sala de aula buscar-se-á a solução de uma situação problema. Corrobora com essa visão Borges e Rodrigues (2004, p.11), “Assim como na investigação científica, encontrar soluções para problemas práticos no laboratório é uma atividade complexa e socialmente construída”.

A Estrutura de uma atividade em Laboratório Aberto passa pela montagem e uso de uma experiência. Em Azevedo (2004), encontra-se um modelo de sistematização para esta atividade investigativa que pode ser dividida basicamente em seis momentos, não necessariamente nessa ordem:

➢ Proposta do problema – O problema deve ser proposto na forma de uma

pergunta que estimule a curiosidade científica dos estudantes.

➢ Levantamento de hipóteses – Proposto o problema, os alunos devem

levantar hipóteses sobre a solução do problema por meio de uma discussão.

➢ Elaboração do plano de trabalho – Levantadas as hipóteses, deve-se

discutir como será realizado o experimento.

➢ Montagem do arranjo experimental e coleta dos dados – Esta é a etapa

mais prática do laboratório: quando os alunos manipulam o material, tendo a liberdade para testarem ou não suas hipóteses. Nessa fase do trabalho o professor percorre os grupos, verificando se todos os aparatos experimentais estão montados conforme o modelo apresentado e se os dados estão sendo coletados e anotados no plano de investigação de forma organizada (grifo nosso).

➢ Análise dos dados – Esta etapa é muito importante, pois nesse momento as

hipóteses iniciais do grupo serão testadas e confrontadas com os dados experimentais.

➢ Conclusão – Deve-se formalizar uma resposta ao problema inicial discutindo

a validade (ou não) das hipóteses iniciais.

A importância da escolha da situação-problema por parte do professor pode tornar o uso do laboratório aberto uma atividade mais simples ou mais abrangente no que diz respeito à liberdade para atuação do aluno dentro da pratica, para essa escala entre o mais simples e o mais abrangente, levou-se em consideração a quantidade e a complexidade dos procedimentos a serem cumpridos ao longo do processo, isso remete a importância no desenvolvimento do conteúdo procedimental, que passa a ser de fundamental importância durante a realização das aulas (SASSERON; CARVALHO, 2011 apud LORENZETTI; DELIZOICOV 2001). Essa escolha poderá refletir também num trabalho maior de investigação, se a opção se basear em problemas com várias variáveis envolvidas e com alto grau de liberdade. A situação- problema de forma bastante especifica se resume a um desafio que passa ser escolhido para o aluno, podendo ser proposto em diferentes níveis, desde um problema completamente fechado alternando para um problema completamente aberto (BORGES, 2002). A figura abaixo ilustra as diferenças existentes entre problema fechado e aberto.

Figura 1: Níveis de investigação no laboratório de ciências.

Fonte: (BORGES, 2002, p.306)

➢ Nível 0 - Corresponde aproximadamente ao extremo de problema fechado,

são dados o problema, os procedimentos e aquilo que se deseja observar/verificar, ficando a cargo dos estudantes coletarem dados e confirmar ou não as conclusões.

➢ Nível 1 - O problema e procedimentos são definidos pelo professor, através

de um roteiro, por exemplo. Ao estudante cabe coletar os dados indicados e obter as conclusões.

➢ Nível 2 - Apenas a situação-problema é dada, ficando para o estudante

decidir como e que dados coletar, fazer as medições requeridas e obter conclusões a partir deles.

➢ Nível 3 – O nível mais aberto de investigação, o estudante deve fazer tudo,

desde a formulação do problema até chegar às conclusões.

A opção pensada para esse trabalho passou pela escolha do nível de investigação dois, pois o processo de construção que almejamos para esses alunos de EJA, contempla na sua essência uma construção coletiva do conhecimento, perpassando pela negociação de hipóteses e argumentos testados com o protótipo experimental construído por eles, sendo que é essencial que ao longo da pratica esses sujeitos desfrutem de liberdade intelectual na busca por respostas aos problemas propostos.

2.7.5 O Ensino de Ciências por Investigação: os Papeis do Professor e do Aluno

Tem-se uma relação bastante próxima entre as práticas associadas ao Ensino por Investigação com os objetivos traçados na forma de procedimentos para o ensino de ciências para as turmas de EJA trazidos no PC – EJA (2002). Identificar problemas, elaborar perguntas sobre eles e pensar em hipóteses sobre suas causas e possíveis soluções, são procedimentos que se confundem com aqueles elencados como praxe dentro de uma pratica desenvolvida em laboratório aberto. Tais procedimentos, para que sejam esclarecidos ao longo da pratica tem no papel de mediação do professor a orientação necessária para que cada procedimento fique evidente ao longo do processo de construção do conhecimento, postura semelhante na condução de uma investigação em sala de aula.

Azevedo (2004) aponta para características importantes a serem apropriadas pelos docentes:

[...] muito mais do que saber a matéria que está ensinando, o professor que se propuser a fazer de sua atividade didática uma atividade investigativa deve tornar-se um professor questionador, que argumente, saiba conduzir perguntas, estimular, propor desafios, ou seja, passe de simples expositor a orientador do processo de ensino (AZEVEDO, 2004, p. 25).

A atuação do professor junto aos alunos de EJA é de extrema importância e deve contribuir para que se promova a aprendizagem significativa desses sujeitos.

Ao debater com seus alunos o que é uma questão, uma explicação, um diagnóstico, e ao comparar diferentes soluções, o professor estará contribuindo para a construção da autonomia intelectual dos estudantes, estimulando-os a utilizar esses métodos quer em sua prática escolar, quer na vida diária e no trabalho (PC – EJA, 2002, p. 80).

Uma pratica investigativa proporciona aos alunos um maior grau de liberdade quanto ao seu campo de atuação, este passa a ser participe direto no seu processo de aprendizado, gozando de liberdade intelectual na conclusão de suas hipóteses, esses fatores, como já mencionado corroboram para a escolha em se trabalhar com essa perspectiva de ensino na tentativa de uma alfabetização científica para esse público. Como afirma Azevedo (2004, p. 25):

Numa proposta que utilize a investigação [...] o aluno deixa de ser apenas um observador das aulas, muitas vezes expositivas, passando a ter grande influência sobre ela, precisando argumentar, pensar, agir, interferir, questionar, fazer parte da construção de seu conhecimento. Com isso, deixa de ser apenas um conhecedor de conteúdos, vindo a “aprender” atitudes, desenvolver habilidades, como argumentação, interpretação, analise, entre outras.

3 OBJETIVOS DA PESQUISA

3.1 OBJETIVO GERAL

Analisar/investigar o processo de construção de conceitos científicos em aulas de