Os dados e os resultados

No capítulo 2 discutiremos a composição dos nossos dados de pesquisa e parte dos resultados. Iniciamos com a retomada das questões-problema e dos objetivos desta pesquisa, de forma a justificar a escolha coerente da abordagem metodológica adotada para a obtenção dos dados. Depois da apresentação da metodologia e das técnicas de obtenção de dados, faremos a delimitação do caso de investigação. Para isso, faremos a caracterização da escola, da professora e dos alunos. Em seguida, apresentaremos os resultados e dados obtidos, os dados analisados e as discussões dos resultados e análises.

Problema de pesquisa

Nesta pesquisa, a investigação se coloca em dois grandes focos: de um lado, elegemos como uma questão-problema a articulação das intenções conceituais e metodológicas carcaterísticas da natureza das ciências biológicas com a abordagem dos principais obstáculos da construção histórica do conceito de seleção natural como mecanismo da

evolução biológica numa sequência didática baseada em investigação. De outro, nos propomos a investigar como é a utilização de dados^T como evidências da seleção natural na composição da estrutura argumentativa escrita de alunos de ensino médio durante a aplicação de uma Sequência de Ensino de Biologia Baseada em Investigação (SEEBI) para o ensino de evolução biológica (veja página 24).

O enfrentamento da primeira questão foi feito a partir de um aprofundamento teórico e da articulação dos vários enfoques e aspectos considerados relevantes.

O produto desse enfrentamento é apresentado como resultado desta pesquisa no item Características da Sequência Didática implementada: SEBBI (Sequência de Ensino de Biologia Baseada em Investigação (página 24).

Para responder à segunda questão de investigação, trabalhamos com situações de sala de aula em que se aplicavam atividades da sequência elaborada. Dessas situações, pretendemos analisar como é o uso de evidências e de conceitos da biologia evolutiva como apoio na construção argumentativa de alunos a partir do fornecimento de materiais de observação biológica, apostilas e apresentações em multimídia preparados, fornecidos e utilizados durante a aplicação de uma Sequência Didática de Biologia Baseada em Investigação orientada pelo professor para o ensino de Seleção Natural como mecanismo da Evolução das Espécies, que estamos denominando de SEBBI.

Nesta pesquisa, esperamos compreender o desenvolvimento individual da argumentação escrita dos alunos quando aprendem a evolução biológica por investigação. Os aspectos que serão investigados são os tipos de garantias e apoios que os alunos utilizam no desenvolvimento dos argumentos escritos ao longo da aprendizagem por investigação, a possível relação entre os argumentos e a ação do professor, e entre os mesmos argumentos e os dados^T usados pelos alunos nas atividades práticas, além da utilização de evidências para argumentar sobre a evolução.

Este estudo utiliza um viés qualitativo para a análise da composição da argumentação escrita dos alunos da 3ª série do ensino médio ao longo as SEBBI, especialmente no uso que eles fazem das justificativas (garantias e apoios) baseadas em conceitos de biologia evolutiva como a seleção natural, e na utilização que fazem de dados^T como evidências da seleção natural. Além disso, usamos um viés quantitativo, para algumas análises, como a capacidade argumentativa desses alunos, a correlação entre o uso de dados^T e do apoio teórico estabelecido a partir do conhecimento biológico, a frequência de uso de

justificativas baseadas em conceitos de seleção natural e a correlação com o uso de evidências pelos alunos de uma das quatro classes de terceira série de ensino médio.

Essas análises foram estabelecidas para se compreender a forma de estruturação dos argumentos escritos dos alunos e no percurso da SEBBI. Para obter os dados da pesquisa, utilizamos uma metodologia que será apresentada na próxima seção.

Metodologia para a obtenção dos dados

A partir da reflexão realizada por Greca (2002), optamos por fazer a escolha da metodologia a partir de uma abordagem integrada, da metodologia qualitativa e quantitativa. Assim, em função do referencial teórico desta pesquisa, escolhemos utilizar uma abordagem qualitativa para a obtenção e análise dos dados com um delineamento metodológico de integração de técnicas oriundas de ambas as metodologias. Com isso, esperamos obter tanto os dados que podem ser adquiridos com a abordagem quantitativa, quanto os dados que são oriundos tipicamente da metodologia qualitativa. Dessa maneira, espera-se uma superação das limitações de ambos, ao mesmo tempo que se obtêm informações mais amplas do fenômeno estudado.

A delimitação deste estudo envolveu vários aspectos: em primeiro lugar, tínhamos interesse em analisar uma situação de ensino-aprendizagem em aulas de biologia, em salas de aula, preferencialmente em escola pública, cujo professor de biologia aplicasse uma sequência didática baseada em aspectos estruturantes de investigação científica.

Procurando entender as limitações e ampliações desse tipo de atividade, a implementação precisaria ser possível em sala de aula, permitindo, ao mesmo tempo, utilizar materiais de apoio de mídia com computador (com projetor do tipo “datashow”, p.e.) e objetos de estudo de observação biológica como plantas. Em segundo lugar, precisávamos de atividades práticas e reflexivas, de atividades em grupo e individuais, que permitissem ao aluno experimentar a prática do discurso oral para a resolução da questão proposta, as atividades de observação biológica e de escrita em grupo e de apostilas individuais entregues pela professora, de forma que pudéssemos analisar a argumentação construída. Como se tratava de uma sequência didática com vários pontos conceituais utilizados como alicerces, decidimos realizar duas etapas, prévias à

obtenção de dados propriamente dita: a) Minicurso de formação de professores convidados para apresentação dos pontos metodológicos, conceituais e estruturais da sequência didática; b) Aplicação prévia da sequência numa escola, para validação da estrutura básica da sequência didática. Apresentaremos os principais aspectos dessas fases prévias à obtenção de dados de forma sintética, já que esse não é o foco da pesquisa.

a) Minicurso de formação de professores para a SEBBI

Assim que estabelecemos as bases desta pesquisa, elaboramos uma proposta de sequência didática que pudesse ser aplicada em aulas de ciências (com foco em biologia) ou em aulas de biologia do ensino médio. Entendemos que a fundamentação metodológica da sequência didática estava no ensino por investigação, e que os aspectos fundamentais dessa linha precisam ser compreendidos pelo professor antes que ela seja aplicada em sala de aula. Além disso, a sequência didática estava alicerçada na construção argumentativa de alunos e no uso de evidências da evolução biológica, elementos pouco presentes nos cursos de formação inicial dos professores de biologia/ciências. Como não acreditamos que uma sequência didática, por melhor que sejam os materiais apresentados, por si só, seja suficiente para que a aprendizagem em biologia e a alfabetização científica dos alunos aconteçam, pelo contrário, acreditamos que é fundamental a participação do professor na orientação e no estímulo para que os alunos possam aprender e desenvolver as competências relacionadas à alfabetização científica; por isso, idealizamos e organizamos esse minicurso, realizado em oito horas presenciais.

Portanto, a partir desse pressuposto, compartilhado por muitos pesquisadores do ensino de ciências, entendemos que, sem a formação do professor nessa área, não teríamos como fazer a nossa pesquisa, de implantar uma sequência didática em biologia sem que o professor que fosse utilizar compreendesse os motivos, a fundamentação e a arquitetura da SEBBI.

Além disso, precisávamos saber se um professor (em nosso caso, de escola pública estadual) se sentiria confortável, atraído e desafiado a tentar utilizar a proposta com seus alunos, numa situação real de ensino e aprendizagem.

Desse modo, o primeiro desafio foi conseguir professores dispostos a participar do minicurso para depois aplicar a SEBBI em suas classes, com o pressuposto de que haveria um pesquisador acompanhando todo o processo.

A partir da rede de e-mails de professores que participaram de cursos de formação como RedeFor (USP), de conhecidos na área de educação e de pesquisa, enviamos o convite para o minicurso que elaboramos.

Conseguimos a adesão de três professores, um homem e duas mulheres. Todos atuantes na rede pública, sendo dois em ensino fundamental II e uma no ensino médio. Como formação inicial, esses professores eram formados em ciências biológicas (uma na USP, um na Unesp e a outra numa faculdade particular do estado de São Paulo). Os três tinham mestrado, em diferentes áreas do ensino de ciências.

O minicurso foi estruturado para acontecer em duas tardes, nas dependências do Laboratório de Ensino de Biologia da Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo. Além dos encontros presenciais, tivemos troca de e-mails anteriores, com a apresentação da proposta, dos objetivos, dos conceitos envolvidos, dos materiais que seriam apresentados, enfim, antes das reuniões presenciais, várias informações foram apresentadas anteriormente à adesão dos professores ao minicurso. Os três professores participantes se mostraram inicialmente preocupados com a possibilidade de adequação ao nível de ensino e ao programa já estabelecido na escola. A partir da colocação das dificuldades, fizemos discussões e algumas adaptações na sequência, sem deixar de utilizar as bases estruturantes da SEBBI. Deixamos claro aos professores que a proposta de arquitetura da sequência de ensino de biologia contemplava a possibilidade de contextualizações, de diferentes usos de materiais e de tempo disponíveis, pois não pretende ser uma proposta fechada, ao contrário, almeja apresentar aos professores alguns alicerces que podem ser a base para outros materiais, outros temas da biologia.

O minicurso foi estabelecido em três módulos:

1º. O ensino por investigação, com ênfase em evidências para seleção natural e evolução.

2º. As bases da argumentação no ensino de ciências e sua importância;

3º. O conhecimento e a experimentação dos materiais didáticos (as apostilas e a proposta em si).

Como essa pesquisa não visa “testar” os materiais nem a sequência em si, mas sim analisar como é a interação dos alunos e professores numa “arquitetura” didática que favoreça a prática investigativa na aprendizagem, as solicitações de adaptações às necessidades de prazos e de espaços, bem como às características pessoais de cada um, foram atendidas prontamente pela pesquisadora.

Dos três professores, a professora que primeiro se dispôs a utilizar a SEBBI em suas aulas foi a que trabalhava numa escola estadual de ensino fundamental II, para alunos de sétimo ano (antiga sexta série). O principal motivo foi porque, na sua programação prévia (plano de ensino), estava previsto o ensino de evolução mais proximamente, no final do semestre. Nosso minicurso foi feito em maio e a aplicação seria, portanto, em junho do mesmo ano. Para a professora de ensino médio, a programação previa o ensino de evolução apenas na terceira série do ensino médio, no último bimestre, portanto, num prazo mais longo do que aquele que a professora do fundamental II estava disposta a aplicar. Para o professor, como ele estava em processo de mudança de escola, não sabia se poderia aplicar. Assim, dos três professores, fizemos a aplicação prévia da sequência com essa professora, de forma a validar a estrutura para a pesquisa propriamente dita.

Conforme já informamos, esses encontros de formação foram gravados, mas não foram utilizados como dados desta investigação, já que não fazem parte de nossa questão de pesquisa.

b) Aplicação prévia da sequência numa escola para validação da sequência didática

Preparamos a sequência didática para a aplicação numa escola estadual. Para conseguirmos aplicar a sequência, a professora responsável por duas turmas de sétimo ano (sexta-série) que fez o minicurso no mês de maio, discutiu o prazo de aplicação, as estratégias e algumas adaptações que julgou necessárias.

Em síntese, a professora solicitou que uma das atividades práticas, que teria imagens e sons de grilos (para a discussão de biodiversidade intraespecífica) fosse retirada. O motivo era o tempo disponível para o ensino do tema evolução biológica. Além dessa primeira alteração, outra solicitação foi com relação à parte teórica que seria discutida com os alunos. Foram reduzidas algumas discussões sobre a evolução biológica

conceitual, deixando apenas alguns pontos centrais. Por exemplo, Lamarck não seria abordado.

Fizemos as gravações em áudio e vídeo, mas, como isso não seria nosso objeto de estudo para essa investigação, mas apenas uma prévia, não fizemos uma análise completa desses dados. Utilizamos, para nossa consideração e análise, as percepções sobre as discussões com a professora, a participação da pesquisadora durante a sequência didática em todas as aulas, o fornecimento e utilização dos materiais pelos alunos e professora, a audição atenta da gravação e das respostas dos alunos para que fizéssemos uma reflexão sobre a viabilidade de aplicação e utilização da sequência para nossa pesquisa.

A aplicação da sequência para essa escola revelou pontos positivos e serviu para sanar alguns problemas para a nossa pesquisa posterior, seja nos materiais, nas abordagens, nos tempos ou na parte experimental.

Os alunos apresentaram surpreendente motivação ao receber os vasos com flores da aula de biodiversidade: queriam cuidar das plantas, ficar com elas, levar para casa, não deixá-las durante o horário do recreio. Outro ponto forte, conforme prevíamos, foi o envolvimento com a atividade, de grande interesse na formulação das hipóteses pelos grupos de alunos e da curiosidade para saber a conclusão da questão apresentada.

Entretanto, observamos que o tempo que a professora dedicou à sequência foi insuficiente, pois ela não tinha conseguido finalizar as discussões. Além disso, a aplicação nos últimos dias de aula do semestre causou problemas na continuidade das discussões. Depois da aplicação da SEBBI, conversamos e discutimos sobre a necessidade de mudanças na forma de disposição das flores nos vasos, no número de questões, na apresentação de algumas atividades. Pelo que soubemos, a professora continuou a aplicação no segundo semestre e, segundo seu relato, os alunos conseguiram construir as respostas argumentativas que a professora buscava.

Entretanto, como essa aplicação não faz parte de nossa pesquisa como objeto de estudo, não faremos a apresentação desses dados.

O outro professor de fundamental II mudou-se e não tivemos mais contato.

Consideramos então que podíamos prosseguir no melhoramento do processo na construção da SEBBI e buscamos os entendimentos com a professora de ensino médio,

que também havia feito o minicurso, para prosseguirmos com o planejamento da sequência didática em suas classes no final do ano de 2011, o que realmente ocorreu a partir de setembro desse mesmo ano. Os detalhamentos desse processo e das estruturas serão descritas a seguir.

c) Obtenção dos dados

Para estudarmos o processo de construção de argumentos dos alunos durante a aplicação da SEBBI, utilizamos uma abordagem qualitativa para a obtenção dos dados, de forma a entender o aluno em seu espaço e dentro de sua individualidade e de sua interação com os materiais apresentados, com seus colegas, com seu professor e com sua própria escrita (LÜDKE; ANDRÉ, 1986). Além disso, procuramos integrar uma abordagem quantitativa, procurando obter dados para uma análise matemática e estatística para a produção argumentativa dos alunos, em termos de número de componentes presentes, de tipos de componentes utilizados, procurando estabelecer uma matriz de correlação entre os elementos que foram utilizados durante a aplicação da sequência didática e sua frequência na produção dos argumentos finais, analisando a variação no uso de justificativas e evidências. Para isso, foram utilizadas técnicas específicas para ambas as abordagens e serão apresentadas a seguir.

Técnicas utilizadas para a obtenção dos dados

Para a abordagem qualitativa, utilizamos metodologias que privilegiassem a compreensão dos alunos em seu espaço, sua individualidade e sua interação com os materiais, com seus colegas e sua professora. Empregamos o denominado design¹⁸ experimental nesta pesquisa, com o objetivo de destacar as relações entre os diferentes aspectos do processo e considerando o papel da hipótese formulada pelo pesquisador, evitando-se o viés positivista, pois não há grupo controle, controle de variáveis ou grandes amostras para os dados (LÜDKE; ANDRÉ, 1986). Decidimos utilizar o design experimental para esta pesquisa uma vez que, segundo McNeill (2011), esse tipo de

18 Design: termo em inglês para desenho ou delineamento.

metodologia é importante para entender como e por que algumas práticas educacionais funcionam no contexto da aula. Nesse tipo de metodologia, que não utiliza grupo controle, utilizam-se múltiplos tipos de dados e um planejamento flexível. Pretende-se, com esse tipo de abordagem metodológica, desenvolver uma rica caracterização tanto do desenvolvimento do ensino quanto da aprendizagem dos estudantes. Nem todas as variáveis são conhecidas nessa visão e considera-se a complexa relação entre elas, o que requer procedimentos flexíveis e que envolvam todo o estudo (McNEILL, 2011).

Assim, nessa metodologia de caráter qualitativo, mantivemos o ambiente natural do aluno, o seu próprio professor, com dados predominantemente descritivos, e tivemos o foco no processo. Em nosso caso, a questão está proposta na cena investigada, participando dela.

Ainda inseridos na visão qualitativa, de forma a compreender como os estudantes modificaram o uso de elementos de argumentação durante toda a sequência didática, utilizamos a) gravação em áudio das aulas, b) anotações e registros feitos pela pesquisadora sobre as características das participações dos alunos e professor durante toda a sequência e c) elaboração e aplicação de apostilas utilizadas pelos alunos em sala de aula durante a aplicação da sequência pela professora.

Para a visão quantitativa, utilizamos ferramentas i) de softwares como Excel e ii) análise estatística dos resultados pelo programa Statistica (StatSoft, 2013). Foram feitas análises de variância (para testar se existia variação significativa entre blocos de dados).

Para decidir sobre o algoritmo empregado para a análise de variância (i.e., paramétrica ou não), foi feito um teste de normalidade, pelo algoritmo de Kolmogorov-Smirnov.

Como nenhuma das amostras analisadas apresentou distribuição normal, todas as análises de variância foram feitas com o algoritmo de Pearson, não-paramétrico. Para testar o nível de correlação entre duas variáveis, foi usado o algoritmo de Wilcoxon para amostras pareadas, também não-paramétrico. Para essas análises fizemos uma matriz de correlação: as questões que respondemos foram sobre a correlação entre as mudanças da capacidade argumentativa do aluno ao longo da sequência, sobre a correlação entre o uso de dados^T e o estabelecimento das evidências da seleção natural, sobre o volume argumentativo dos alunos, além de análise sobre o uso de justificativas do conhecimento biológico na construção do argumento para uma das classes de 3ª série do ensino médio.

Analisamos também o obstáculo conceitual na elaboração do argumento dos alunos.

Qual o obstáculo que vai interferir na validade do argumento? Quais os elementos que foram importantes no argumento final?

Todos os dados foram obtidos pela pesquisadora entre os meses de setembro a novembro de 2011. A própria pesquisadora gravou todas as aulas da aplicação da sequência e fez um caderno de registro após as aulas. As apostilas que desenvolvemos para os alunos foram levadas para a sala de aula e entregues para os alunos, com a ajuda da pesquisadora. Durante os trabalhos em grupo dos alunos, a própria pesquisadora, com o auxílio da professora, distribuiu alguns gravadores nos grupos na tentativa de registrar as interações orais dos alunos durante as discussões para a elaboração das respostas. Um gravador sempre ficou com a professora, como forma de captar suas intervenções e interlocução com os alunos durante as aulas.

A produção das apostilas, dos materiais de observação biológica (levamos vasos de flores para as aulas de biodiversidade), as apresentações feitas em software PowerPoint foram desenvolvidas por nós, para a composição da pesquisa. Para a construção da SEBBI, elementos específicos do ensino e aprendizagem por investigação foram utilizados, bem como se utilizaram materiais para a observação biológica, dados fornecidos em meio multimídia característicos da área da biologia evolutiva.

Antes de iniciarmos a pesquisa na escola e com a professora, fizemos a solicitação de permissão de pesquisa junto à diretoria da escola. Além disso, os alunos também receberam orientações, por escrito, sobre o que seria feito na sala. Para todos os 125 alunos, recolhemos as autorizações por escrito. Os maiores de idade assinaram e os menores levaram aos seus responsáveis. As autorizações estão todas com a pesquisadora e os modelos estão no anexo 12.

A seguir, dentro da abordagem qualitativa de nossa pesquisa, faremos a delimitação do caso.

a) A escola

A escola em que foi aplicada a sequência didática é uma escola estadual em que

A escola em que foi aplicada a sequência didática é uma escola estadual em que