No âmbito educacional são recorrentes as discussões levantadas por professores e pesquisadores acerca de como os saberes científicos devem ser ensinados nas escolas para que sejam alcançadas as finalidades pretendidas pelos documentos oficiais da educação, que estabelecem como principal alvo a formação cidadã dos indivíduos.
Diante desses pressupostos, os conteúdos abordados nas aulas de ciências necessitam serem explorados incluindo a abrangência procedimental e atitudinal a fim de contribuir com a alfabetização científica do aluno, considerada atualmente como elemento crucial para o desenvolvimento da sua capacidade crítica e reflexiva e ponto de partida para a sua participação ativa na sociedade.
Sabemos, através da literatura pertinente, que as estratégias escolhidas pelo professor para fomentar a aprendizagem do aluno e contribuir com a sua formação cidadã são tão importantes quanto a escolha dos conteúdos que pretende utilizar para alcançar este fim.
Partindo desse entendimento, acreditamos veemente que a utilização da metodologia do ensino por investigação por se tratar de uma estratégia didática que através das suas atividades, geralmente desencadeadas por questões-problema, conduz o aluno a pensar, expressar suas ideias, emitir opiniões pessoais, argumentar, comunicar os conhecimentos construídos e apontar soluções para os problemas trabalhados, possui um grande potencial para inserir o estudante na cultura científica e colaborar com o seu processo de ensino-aprendizagem.
Essa metodologia é apontada por pesquisas em ensino de ciências como um meio eficaz de desencadear o processo da alfabetização científica, nessa perspectiva, para adentrarmos nessa discussão torna-se pertinente compreendermos de maneira breve a sua inserção dentro de um contexto histórico e social, ligado às transformações e reformas curriculares (ligadas principalmente aos interesses políticos e econômicos de cada época), a que passou o ensino de ciências ao longo das décadas.
De acordo com Zômpero e Labarú (2011), o ensino por investigação tem como precursor o filósofo e pedagogo americano John Dewey, que já no século XIX, nos Estados Unidos, defendia a preconização de um ensino centrado na vida, na união da teoria à prática e, principalmente, em um ensino que tornasse o aluno participante ativo no processo de sua aprendizagem.
No século XX as disciplinas de ciências passaram a integrar os currículos de vários países, trazendo à tona o ensino por investigação que emergiu de um momento em que se começou a pensar e a considerar a relevância do papel social do conhecimento científico. Já naquela época era considerado como uma estratégia capaz de despertar nos estudantes habilidades necessárias à formulação de questões significativas sobre os problemas sociais.
Todavia, diversos cientistas e educadores impulsionados pelo pensamento de que voltar o olhar do ensino de ciências para os aspectos sociais do conhecimento científico acabaria com o seu rigor acadêmico, tornaram a discutir em sala de aula os processos e os métodos científicos. Apenas após se perceber a gravidade dos impactos ambientais suscitados pelos avanços científicos e tecnológicos foi que se retomou a fomentar um ensino de ciências baseado na investigação e na relevância do seu papel social, objetivando educar os indivíduos para compreender e agir no mundo em que vivem, oportunizando-lhes, a capacidade de entender as relações que permeiam às dimensões ciência, tecnologia, sociedade e ambiente (ZÔMPERO; LABARÚ, 2011).
O ensino por investigação, também conhecido entre os pesquisadores, como ensino por descoberta ou ensino por resolução de problemas é uma metodologia a ser utilizada pelo professor no planejamento de atividades investigativas que tenham finalidades específicas para a aprendizagem dos estudantes.
Através das suas atividades essa estratégia didática proporciona o trabalho com o levantamento e teste de hipóteses, a compreensão de fenômenos da natureza, a capacidade de raciocínio e pensamento crítico, o entendimento da história da ciência, a aprendizagem em grupo, a comunicação e socialização dos conhecimentos adquiridos, atitudes, valores, a capacidade de argumentar e resolver problemas, que podem, por exemplo, se apresentar no seu dia-a-dia, etc. Desse modo apresenta potencialidades que auxiliam no desenvolvimento de competências e habilidades.
Para Campos e Nigro (1997), através de atividades investigativas o aluno aprende sobre ciência e aprende a fazer ciência possuindo um papel ativo na construção do seu conhecimento e atuando como protagonista de todo o processo, o que lhe confere, segundo Azevedo (2004), a oportunidade de pensar, discutir, elaborar explicações e realizar ações que atribuem ao seu trabalho o caráter de uma investigação científica.
Essa maneira de conduzir as atividades torna o aluno cada vez mais capaz de construir conhecimentos sobre a natureza, mais próximo do conhecimento científico do que do senso comum, considerando que objetivo dessa metodologia não é formar verdadeiros cientistas, mas, e principalmente, formar pessoas que pensem sobre as coisas do mundo de forma não-superficial (CAMPOS e NIGRO, 1997).
Outra característica crucial do ensino por investigação é que este é sempre desencadeado através de um problema ou de uma situação problematizadora que provoque nos alunos o questionamento, a curiosidade e o interesse em buscar respostas
para a questão. Esse é o ponto de partida para que o professor dê início ao desenvolvimento das atividades investigativas e, conforme Azevedo (2004), sua definição é fundamental para a criação de um novo conhecimento.
Como podemos verificar, ao se trabalhar com essa estratégia didática torna-se imprescindível estimular a participação do aluno para que ele se sinta motivado a aprender, discutindo e comunicando os saberes construídos com os seus colegas de classe e o professor. Nesse entendimento consideramos que a escolha da questão a ser abordada em sala de aula deva partir de assuntos que estejam presentes no dia-a-dia do aluno e que represente para ele um conteúdo pertinente a sua aprendizagem.
Segundo Carvalho (2013), para que haja uma aceitação positiva por parte dos alunos, a questão ou problema trabalhado precisa possuir significado para os mesmos. Nesse sentido, o assunto escolhido deve fazer parte da cultura do aluno e pode ser apontado tanto por ele mesmo quanto pelo professor. Nessa perspectiva, este último oferece a oportunidade ao aluno de enfrentar problemas reais e procurar soluções para eles. A este respeito, Zômpero at al. (2014, p.02) evidencia:
A partir de um problema, os alunos levantam hipóteses, momento em que ocorre a interação entre professor e alunos. Neste instante, é possível a ativação e exposição das ideias prévias dos alunos. A exposição de suas ideias permite que reflitam e tomem consciência do que pensam sobre o problema proposto. De acordo com a natureza deste, a atividade pode ser desenvolvida de modo prático, ou por meio de pesquisas bibliográficas.
Conforme Zômpero e Labarú (2011) é importante que no início das atividades investigativas o professor valorize os conhecimentos prévios do aluno acerca do fenômeno que será estudado, esse aspecto permite ao docente identificar o que e o quanto o aluno já sabe sobre a problemática. O próximo passo é proporcionar o seu contato com novas informações através das atividades e prepará-lo para a comunicação dos conhecimentos construídos que posteriormente serão ampliados para garantir o entendimento contextualizado das relações entre a ciência, a tecnologia, a sociedade e o ambiente. A Figura 01, destacada abaixo, ilustra, de acordo com os autores, o que ocorre a partir da metodologia do ensino por investigação:
Figura 01: Passos do Ensino Por Investigação.
Fonte: Adaptado de Zômpero e Labarú (2011, p.75).
Partindo desse contexto os alunos são transformados em agentes ativos no processo de aprendizagem e guiados pelo professor são estimulados a passar do conhecimento espontâneo para o conhecimento científico (CARVALHO, 2013). Seguindo essa linha de raciocínio, na Figura 02 apresentamos algumas das mudanças metodológicas que podem ser enaltecidas a partir do trabalho com atividades investigativas, conforme Campos e Nigro (1997).
Figura 02: Mudanças Metodológicas Favorecidas pelo Ensino Por Investigação
Fonte: Adaptado de Campos e Nigro (1997, p.156).
De acordo com Azevedo (2004), a busca por soluções dos problemas apresentados aos alunos através das atividades investigativas se torna um importante instrumento para o desenvolvimento de habilidades e competências como o raciocínio, flexibilidade, astúcia, argumentação e ação. A autora lembra que além dos
ENSINO POR INVESTIGAÇÃO Verfificação dos Conhecimentos Prévios Contato com Novas Informações Comunicação dos Conhecimentos Adquiridos Ampliação dos Conhecimentos
Superação de Evidências do Senso Comum
Introdução de formas de pensamento mais rigorosas,
críticas e criativas Favorece a comunicação a partir da expressão das ideias e explicação dos conhecimentos Aprendizagem em grupo Estimula comparação de diferentes hipóteses em situações controladas Situações de contraste e conflito das ideias
conhecimentos de fatos e conceitos que são adquiridos nesse processo, há também a aprendizagem de outros conteúdos, como atitudes, valores, normas e procedimentos que no ensino investigativo se torna tão importante quanto a aprendizagem de conceitos.
No ensino por investigação o professor desempenha a função de mediador entre o conhecimento e o aluno, propiciando a este, através das atividades, pensar, formular questões, discutir ideias, planejar, pesquisar, argumentar, tomar decisões, etc. Somado a isso, deve incentivar o aluno durante todo o processo, colaborar nas discussões, fazer com que o mesmo não se desvie do objetivo central da investigação e propor atividades em que ele perceba claramente o que vai fazer e por que vai fazer, bem como as relações com aquilo que já foi feito (CAMPOS e NIGRO, 1997).
Acreditamos que elaborar aulas fundamentadas nessa metodologia requer uma reflexão cuidadosa por parte do professor no momento de decidir que tipos de atividades e recursos que serão empregados para alcançar os objetivos que pretende, uma vez que essa abordagem necessita da utilização de estratégias que fujam da forma tradicional de ensino.
Ao planejar atividades investigativas o professor deve considerar fatores como: os objetivos que pretende alcançar, o tempo de duração do trabalho, as condições necessárias para se criar um ambiente investigativo em sala de aula, os instrumentos e recursos que serão empregados, a dinâmica das aulas, as formas de avaliação, etc. (CARVALHO, 2013).
Em seus estudos, Zômpero e Labarú (2011) realizaram um levantamento bibliográfico das abordagens apresentadas por diversos pesquisadores da área. Analisando e tecendo comparações entre os trabalhos, os autores evidenciaram os seguintes pontos em comum nas estratégias investigativas (Figura 03):
Figura 03: Elementos das Principais Abordagens do Ensino por Investigação.
Adaptado de Zômpero e Labarú (2011, p.80).
Partindo dessa perspectiva podemos nos indagar: Como o professor pode planejar atividades investigativas que atendam aos elementos ilustrados na figura 03? De acordo com a literatura pertinente muitas são as abordagens e vários são os tipos e modelos de atividades investigativas que podem ser utilizadas para planejamento dessas aulas.
Um dos modelos de atividades investigativas que podemos citar é o da Sequência de Ensino Investigativa – SEI, criada pela pesquisadora brasileira Carvalho (2013). A sua proposta têm como finalidade tanto a aprendizagem de conceitos, termos e noções, quanto a aprendizagem de ações, atitudes e valores advindos da cultura científica. Nessa linha de pensamento as suas atividades-chaves são subdivididas em três momentos principais (Figura 04):
Figura 04: Etapas de uma Sequência de Ensino Investigativo.
Fonte: Adaptado de Carvalho (2013, p.10). OBTENÇÃO DE NOVAS INFORMAÇÕES
INTERPRETAÇÃO DAS NOVAS INFORMAÇÕES COMUNICAÇÃO DAS NOVAS INFORMAÇÕES
EMISSÃO DE HIPÓTESES ENGAJAMENTO DOS ALUNOS
LEVANTAMENTO DOS CONHECIMENTOS PRÉVIOS
QUESTÃO PROBLEMA SISTEMATIZAÇÃO DOS CONHECIMENTOS CONTEXTUALIZAÇÃO DOS CONHECIMENTOS NO DIA-A-DIA
Conforme podemos observar na figura 04, uma SEI tem início a partir de um problema que pode ser de caráter experimental, trabalhado através de uma demonstração investigativa, ou não experimental, que é aquele desenvolvido através de uma figura, reportagem ou notícia (retirada de livros, jornais, da internet, etc.) que possibilita a inserção do aluno no problema e o levantamento dos seus conhecimentos prévios.
Na segunda etapa acontece a sistematização dos conhecimentos, cabendo ao professor trazer para a sala de aula atividades que ajudem o aluno a construir e organizar os conhecimentos necessários a sua aprendizagem. Essas tarefas podem ser realizadas através de pesquisas em grupo, leituras de textos, trabalhos de campo, entrevistas, vídeos, etc. Por fim, na última fase deve ocorrer a contextualização do conhecimento no dia-a-dia a partir da qual o aluno irá comunicar os saberes adquiridos, ampliá-los e aplicá-los em outras questões.
Somada a essas três etapas, Carvalho (2013) enfatiza a importância da avaliação para verificar a aprendizagem dos alunos no decorrer das atividades investigativas. Esta pode ocorrer ao final de cada atividade ou de cada ciclo e além de ser feita pelo professor, pode ser também realizada pelos próprios alunos, tornando-se um momento de reflexão não só dos saberes que foram adquiridos durante o processo, como também daquilo de que ainda pode ser alcançado, ampliado e até melhorado dentro da sequência de atividades trabalhadas.
Ainda sobre a avaliação, a autora ressalta que esta precisa divergir daquela forma geralmente utilizada pelo professor no ensino tradicional para avaliar os alunos, dando ênfase apenas à verificação da aprendizagem de conceitos. No ensino por investigação é importante que o professor avalie também a participação dos alunos nas atividades, os seus progressos, o trabalho em grupo, o respeito com os colegas, entre outros aspectos que envolvem atitudes e procedimentos.
Outro exemplo de modelo para planejamento e condução de atividades investigativas é o Biological Sciencies Curriculum Study – BSCS 5E, idealizado por
Bybee et al. (2006). Este modelo é de origem americana e apresenta uma sequência de
ensino dividida em cinco passos distintos que auxiliam os alunos a desenvolver suas próprias compreensões sobre os fenômenos estudados a partir das novas ideias.
Os “5 E” caracterizam as cinco fases da sequência de ensino-aprendizagem a que se propõe o modelo (Figura 05):
Figura 05: Modelo Curricular BSCS5E
Fonte: Adaptado de Bybee et al. (2006, p. 02).
Como ilustrado na figura 05, o BSCS 5E apresenta as fases de engajamento, exploração, explicação, elaboração e avaliação. Vejamos abaixo a descrição de cada uma das etapas:
Engajamento: nessa fase o professor desperta o interesse do aluno para participar das atividades e concomitantemente avalia os seus conhecimentos prévios. Com a introdução da atividade o aluno pode realizar conexão entre o que já conhecia e aquilo que está aprendendo, adquirindo novos conhecimentos;
Exploração: deve levar os alunos a se envolverem no tema trabalhado criando suas próprias compreensões. Nessa fase o professor apresenta ao aluno aprendiz atividades que lhe permita ampliar e contextualizar o conhecimento construído, entregando materiais e guiando os seus estudos;
Explicação: durante essa fase os alunos são estimulados a comunicar o que aprenderam, demonstrando a compreensão dos conhecimentos. Eles compartilham as suas ideias com os colegas e o professor. Este, por sua vez, realiza outras atividades para aprofundamento do tema;
Elaboração: nessa etapa os alunos irão utilizar os novos conhecimentos adquiridos para aplicá-los em outras situações, continuando a desenvolver uma compreensão mais ampla através de atividades adicionais;
ENGAJAMENTO
EXPLORAÇÃO
EXPLICAÇÃO ELABORAÇÃO
Avaliação: esta incentiva os alunos a analisarem a compreensão dos conhecimentos e as habilidades adquiridas no processo de aprendizagem. Já o professor analisa o progresso dos alunos e o que pode ser implementado dentro da sequência para alcançar suas finalidades.
Em seu trabalho Bybee et al. (2006) traz um recorte do Relatório do National
Research Council – NRC (Conselho Nacional de Pesquisa) que enfatiza que os alunos
aprendem mais quando são expostos a situações-problemas, o que ressalta, portanto, a necessidade das atividades serem estruturadas para que o aluno seja capaz de explorar, explicar, entender os conhecimentos e avaliar o seu progresso. Esses elementos estão contemplados dentro do modelo instrucional proposto pelos autores.
Como já fora citado anteriormente, existem muitos tipos, modelos e formas de abordar o conhecimento científico através do ensino investigativo, todavia, a inserção de atividades investigativas em sala de aula pode levantar algumas dificuldades, visto que a respectiva metodologia provoca mudanças tanto para o aluno quanto para o professor (AZEVEDO, 2004).
Segundo Zômpero e Labarú (2010), os alunos estão acostumados com um ensino mais tradicional e transmissivo, em que desempenham uma atividade intelectual mais passiva e quando são submetidos à metodologia do ensino por investigação, na qual passam a ser peça central do processo e necessitam passar a uma atividade intelectual mais ativa, apresentam certo grau de dificuldade.
Algumas das dificuldades que os alunos podem enfrentar são enfatizadas por Baptista (2013): a primeira, consiste na quebra da rotina a que os alunos já estavam acostumados, principalmente por se encontrarem impregnados com a cultura do ensino tradicional; e a outra encontra-se no processo de desenvolvimento e compreensão das atividades investigativas, haja vista que estas exigem dos alunos certo grau de autonomia. De acordo com a autora essas dificuldades emergem da deficiência das competências científicas que são pouco desenvolvidas nos estudantes.
Considerando esses e outros percalços que se pode enfrentar com a introdução de atividades investigativas em sala de aula é de extrema relevância que o professor que se proponha a trabalhar com essa metodologia passe por uma “profunda mudança didática”. Nesse cenário é preciso que ele saiba mais que o conteúdo a ser ensinado e
passe da posição de transmissor para a posição de mediador do conhecimento (CARVALHO e GIL-PEREZ, 1995).
Na tentativa de suprir as dificuldades que os alunos possam apresentar, Azevedo (2004) cita que o professor deve saber conduzir as discussões suscitadas, fazer perguntas, propor desafios e estimular os alunos para que eles próprios sejam agentes diretos do seus processo de aprendizagem. Para Sasseron (2015) é ainda importante que o professor valorize as pequenas ações realizadas pelos alunos durante as atividades, bem como os erros ou imprecisões e as relações que estão sendo estabelecidas para colaborar com o progresso dos mesmos dentro das atividades investigativas.
Realizando uma análise das dificuldades acima destacadas e, levando em consideração que estas podem ser emergentes de uma alfabetização científica insuficiente ou em casos extremos até inexistente, podemos reafirmar a relevância do uso da metodologia de ensino por investigação que, no próprio processo de desenvolvimento das suas atividades, pode ajudar os alunos a superarem essas dificuldades através da enculturação científica.
Considerando as discussões realizadas no decorrer desse tópico, podemos dizer que o ensino por investigação traduz uma importante estratégia didática no ensino que tenha como objetivo central a alfabetização científica dos estudantes, haja vista as competências e habilidades que podem ser desenvolvidas nos alunos através da inserção de suas atividades.
Por fim, partindo do entendimento de que o ensino investigativo é desencadeado através da apresentação de questões para a resolução de problemas que preferencialmente sejam representativos e significantes para o aluno, acreditamos ainda que as temáticas abordadas pelas questões sociocientíficas somadas à metodologia do ensino por investigação podem consistir em uma rica estratégia para fomentar a alfabetização dos estudantes.
1.4 A ABORDAGEM DE QUESTÕES SOCIOCIENTÍFICAS: UMA REFLEXÃO